EP2715078B1

EP2715078B1 - Nockenwellenverstellvorrichtung

Info

Publication number: EP2715078B1
Application number: EP12719612.9A
Authority: EP
Inventors: Matthias Werner; Thomas Golz
Original assignee: ETO Magnetic GmbH
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2032-04-18
Also published as: PL2715078T3; US8939119B2; WO2012163591A1; CN103597175A; DE102011050730A1; CN103597175B; EP2715078A1; US20140190430A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, umfassend eine von einer Nockenwelle, insbesondere einer Trägerwelle einer Nockenwelle definierte Nockenwelledrehachse, um die die Nockenwelle rotierbar ist
Aufgrund des begrenzten Einbauraums im Bereich eines Verdrängungsmotors eines Kraftfahrzeugs besteht häufig die Notwendigkeit, die elektromagnetische Mehrstößel-Stellvorrichtung, umfassend eine Mehrzahl von (typischerweise selektiv, d. h. unabgängig voneinander) ansteuerbaren Stößeleinheiten hinreichend kompakt zu realisieren, sodass einerseits eine hinreichende elektromagnetische Funktionalität gewährleistet ist (etwa im Hinblick auf den notwendigen Stellhub der Stößeleinheiten sowie Reaktions- bzw. Schaltzeiten), andererseits keine unerwünschte gegenseitige Beeinflussung - mechanisch oder elektromagnetisch - vorliegt.
Aus der DE 10 2007 040 677 A1 ist eine Nockenwellenverstellvorrichtung bekannt, bei welcher die mit jeweils einer Antriebseinheit zusammenwirkenden Stößeleinheiten derart angeordnet sind, dass ihre jeweilige Stößellängsmittelachse die Drehachse der Nockenwelle schneidet. Gleichzeitig sind die Antriebseinheiten in Umfangsrichtung der Nockenwelle versetzt angeordnet, sodass die Stößellängsmittelachsen der Stößeleinheiten winklig zueinander verlaufen. Hieraus resultiert ein vergleichsweise großer notwendiger Einbauraum. Nachteilig sind auch herstellungstechnische Schwierigkeiten.
Aus der DE 10 2007 028 600 A1 ist eine hinsichtlich des Einbauraumbedarfs optimierte elektromagnetische Mehrstößel-Stellvorrichtung für eine Nockenwellenverstellvorrichtung bekannt, wobei die Bauraumminimierung daraus resultiert, dass die Antriebseinheiten derart angeordnet sind, dass die von diesem betätigbaren Stößeleinheiten bzw. die von den Stößeleinheiten definierten Stößellängsmittelachsen parallel in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, wobei auch hier sämtliche Stößellängsmittelachsen die Nockenwellendrehachse schneiden. Die bekannte elektromagnetische Stellvorrichtung für Nockenwellenverstellvorrichtungen hat sich bewährt. Insbesondere stellt die achsparallele Anordnung der Stößeleinheiten zueinander im Gegensatz zu den über dem Umfang der Nockenwelle versetzt angeordneten Stößeleinheiten, bei denen die Stößellängsmittelachse die Nockenwellendrehachse schneiden einen wirtschaftlichen sowie systembedingt robusten Vorteil dar, wobei jedoch der Überlappungsbereich zwischen Stößeleinheit und Aktuator eher gering ist. Es bestehen Bestrebungen, die elektromagnetische Stellvorrichtung der Nockenwellenverstellvorrichtung noch kompakter und bauraumeffizienter zu gestalten, wobei jedoch eine möglichst große Kontaktfläche zwischen den Stößeleinheiten und den zugeordneten Antriebseinheiten sichergestellt sein soll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Nockenwellenverstellvorrichtung, umfassend eine elektromagnetische Mehrstößel-Stellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, welche noch weiter Bauraum optimiert ist, wobei gleichzeitig sichergestellt werden soll, dass ein möglichst großer Überlappungsbereich (Kontaktfläche) zwischen den angriffseitigen (antriebsseitigen) Stirnseiten der Stößeleinheiten und der Angriffsfläche der jeweils zugehörigen Antriebseinheit gegeben ist.
Diese Aufgabe wird durch die Nockenwellenverstellvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bei einer Nockenwellenverstellvorrichtung, umfassend eine elektromagnetische Mehrstößel-Stellvorrichtung, die zueinander achsparallelen Stößeleinheiten derart anzuordnen, dass die Stößellängsmittelachse zumindest einer der Stößeleinheiten in Abkehr der Lehre des Standes der Technik die, vorzugsweise von einer Trägerwelle definierte Drehachse der Nockenwelle nicht schneidet, sondern in einer gedachten Ebene, in der die vorgenannte Drehachse liegt und zu der senkrecht sämtliche Stößellängsmittelachsen verlaufen, beabstandet ist, insbesondere um ein Maß von mehr als 0,3 mm, vorzugsweise um mehr als 0,5 mm. Die Erfindung nimmt also bewusst den vermeintlichen Nachteil einer bezogen auf die Drehachse außermittigen Kraftbeaufschlagung des, vorzugsweise axial bezogen auf die vorgenannte Drehachse zu verstellenden Nockenstückes in Kauf, um hierdurch in vorteilhafter Weise eine bauraumoptimierte Anordnung der Antriebseinheiten mit zugehörigen Stößeleinheiten zu erreichen, wobei die erfindungsgemäße Anordnung der Stößeleinheiten mit Vorteil sicherstellt, dass eine möglichst großflächige Überlappung zwischen Stößeleinheiten und Antriebseinheiten gegeben ist.
Bevorzugt wird jede Antriebseinheit von einem, insbesondere permanentmagnetischen Anker gebildet. Bevorzugt ist jedem Anker eine eigene Spule (bestrombare Wicklung) zugeordnet, wobei auch eine Ausfertigungsform realisierbar ist, bei der beispielsweise gemäß dem in der DE 20 2008 015 980 U1 beschriebenen Prinzip, mehrere Anker mit einer gemeinsamen Spule angetrieben werden.
Wie später noch erläutert werden wird, ist es je nach Einbausituation realisierbar, nur eine einzige Stößellängsmittelachse in der beschriebenen Ebene von der Drehachse zu beabstanden und die mindestens eine weitere Stößellängsmittelachse so zu positionieren, dass diese die Drehachse schneidet. Auch ist es möglich die Stößeleinheiten (längsverschieblich geführt) derart anzuordnen, dass keine einzige der Stößellängsmittelachse die Drehachse schneidet. Ebenso ist es realisierbar, dass mehrere Stößellängsmittelachsen in der vorgenannten Ebene, vorzugsweise um das gleiche Maß von der Drehachse der Nockenwelle, insbesondere einer Trägerwelle der Nockenwelle beabstandet sind und mindestens eine, vorzugsweise ausschließlich eine, Stößellängsmittelachse die Drehachse schneidet.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, im Falle der Beabstandung mehrerer Stößellängsmittelachsen von der Drehachse der Nockenwelle diese jeweils um das gleiche Maß in der vorgenannten Ebene von der Drehachse zu beabstanden. Ganz besonders zweckmäßig ist es im Falle der Beabstandung von mindestens zwei Stößellängsmittelachsen diese in einander entgegengesetzte Richtungen von der Drehachse zu beabstanden, also derart anzuordnen, dass mindestens eine Stößellängsmittelachse entgegen der Drehrichtung der Nockenwelle in der vorgenannten Ebene von der Drehachse beabstandet ist und mindestens eine weitere in der Drehrichtung. Noch weiter bevorzugt ist es im Falle der Anordnung einer geraden Anzahl von Stößellängsmittelachsen mit Abstand zu der Drehachse der Nockenwelle, wenn diese gleichmäßig auf die beiden unterschiedlichen Richtungen (entgegen der Drehrichtung und in Drehrichtung) von der Drehachse der Nockenwelle beabstandet sind.
Der Antrieb der langgestreckten (selbst bevorzugt zylindrischen, weiter bevorzugt aus einem Metallmaterial realisierten) Stößeleinheiten erfolgt in an sich bekannter, beispielsweise in der DE 10 2007 028 600 A1 beschriebenen Art und Weise dadurch, dass die Stößeleinheiten auf einer Angriffsfläche einer jeweiligen zugeordneten Antriebseinheit aufsitzen (bevorzugt dort mittels Magnetwirkung haften) wobei die Angriffsfläche typischerweise das distale Ende einer Ankereinheit der betreffenden Antriebseinheit bildet.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die mindestens eine in der vorgenannten Ebene von der Drehachse der Nockenwelle beabstandete Stößellängsmittelachse um ein Maß von mindestens 0,5 mm von der Drehachse beabstandet ist. Ganz besonders bevorzugt beträgt der Abstand zwischen 0,5 mm und 8,0 mm, vorzugsweise zwischen 1,0 mm und 5,0 mm, noch weiter bevorzugt zwischen 1,0 mm und 2,0 mm, ganz besonders bevorzugt beträgt der Abstand etwa 1,5 mm. Dabei ist es besonders bevorzugt, im Falle des Vorsehens von insgesamt drei Stößeleinheiten, eine bezogen auf die Längserstreckung der Drehachse mittlere Stößeleinheit bzw. deren Stößellängsmittelachse von der Drehachse der Welle zu beabstanden, und zwar bevorzugt um ein aus den vorgenannten Wertebereichen ausgewähltes Maß, wobei noch weiter bevorzugt die beiden weiteren (äußeren) Stößellängsmittelachsen die Drehachse im Rahmen der üblichen Toleranzen von weniger als 0,2 mm schneiden.
Besonders bevorzugt ist es, die mindestens eine Stößellängsmittelachse, vorzugsweise sämtliche von der Drehachse der Nockenwelle beabstandeten Stößellängsmittelachsen in der Ebene zu der Nockenwellendrehachse um ein Maß, insbesondere das gleiche Maß, zu beabstanden, welches sich auf Basis des Grundkreishalbdurchmessers der zugehörigen Schaltnut berechnet. Unter dem Grundkreishalbdurchmesser ist dabei der halbe Durchmesser eines gedachten Kreises, auf welchem der Nutboden der Schaltnut verläuft zu verstehen. Besonders bevorzugt beträgt der in der vorgenannten Ebene gemessene Abstand zwischen etwa 3 % und etwa 80 %, vorzugsweise zwischen etwa 3 % und etwa 50 %, noch weiter bevorzugt zwischen etwa 3 % und etwa 30 %, noch weiter bevorzugt zwischen etwa 3 % und etwa 20 % dieses Grundkreishalbdurchmessers der der jeweiligen Stößeleinheit zugeordneten, vorzugsweise spiralförmig verlaufenden Schaltnut. Generell ist es bevorzugt, wenn der Abstand weniger als 15 % dieses Grundkreishalbdurchmessers beträgt und/oder mehr als 5 %.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Nockenwellenverstellvorrichtung, bei der die Mehrstößel-Stellvorrichtung insgesamt mindestens drei, vorzugsweise ausschließlich drei, Antriebseinheiten mit jeweils einer zugehörigen Stößeleinheit umfasst, wobei die mindestens drei Stößeleinheiten, insbesondere die ausschließlich drei Stößeleinheiten wie im Folgenden erläutert werden wird angeordnet werden können.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist es möglich lediglich eine einzige der mehreren Stößellängsmittelachsen die Nockenwellendrehachse schneidend anzuordnen, wobei die weiteren Stößellängsmittelachsen, vorzugsweise die zwei weiteren Stößellängsmittelachsen in der zuvor erläuterten Ebene von der Nockenwelle der Drehachse, vorzugsweise um das gleiche Maß beabstandet sind. Besonders zweckmäßig ist es im Falle des Vorsehens von insgesamt drei Stößeleinheiten die bezogen auf die Längserstreckung der Drehachse mittlere Stößeleinheit die Drehachse schneidend anzuordnen.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsvariante schneiden mindestens zwei, vorzugsweise ausschließlich zwei der mindestens drei, insbesondere der ausschließlich drei Stößellängsmittelachsen die Nockenwellendrehachse. Bevorzugt handelt es sich dabei um zwei in Richtung der Längserstreckung der Drehachse der Nockenwelle nebeneinander, d. h. benachbarte Stößellängsmittelachsen.
Gemäß einer dritten Variante sind sämtliche der mindestens drei, vorzugsweise der ausschließlich drei Stößellängsmittelachsen in der vorgenannten Ebene zu der Nockenwellendrehachse beabstandet, insbesondere jeweils um das gleiche Maß.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die in Richtung der Längserstreckung der Nockenwellendrehachse hintereinander angeordneten Stößellängsmittelachsen in dieser Axialrichtung gleich beabstandet sind. Anders ausgedrückt definiert jede Stößellängsmittelachse eine Stößelebene, die die jeweilige Stößellängsmittelachse aufnimmt, wobei die jeweils in Richtung der Längserstreckung der Drehachse nebeneinander angeordneten Stößelebenen um das gleiche Maß zueinander beabstandet sind.
Besonders kompakt wird die Anordnung der Stößeleinheiten dadurch, dass mindestens eine der Stößeleinheiten mit ihrer angriffsseitigen Stirnfläche exzentrisch und/oder mit lediglich einer Teilfläche der angriffsseitigen Stirnfläche auf der zugehörigen Angriffsfläche aufsitzt.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform hat es sich als günstig erwiesen, dass den Antriebseinheiten ein gemeinsames Gehäuse zugeordnet ist, welches besonders bevorzugt stirnseitig mit einem Gehäuse-Führungsabschnitt zusammenwirkt, welcher - typischerweise in Form parallel zueinander verlaufender Durchgangsöffnungen, insbesondere Durchgangsbohrungen - Führungen für die mehreren Stößeleinheiten anbietet, wobei diese dann so relativ zueinander und zur Nockenwellendrehachse anzuordnen sind, dass zumindest eine Stößellängsmittelachse die vorgenannte Drehachse nicht schneidet.
Im Ergebnis entsteht durch die vorliegende Erfindung in überraschend einfacher und eleganter Weise eine Anordnung, welche eine kompakte Bauform mit Montagefreundlichkeit, hoher Betriebssicherheit und optimalen schalt- und magnetischen Eigenschaften bei gleichzeitiger Sicherstellung großzügiger Überlappungsbereiche zwischen den Stößeleinheiten und den Antriebseinheiten kombiniert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:

Fig. 1: eine stark schematisierte Gesamtdarstellung einer Nockenwellenverstellvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit variablem Gaswechselventiltrieb in einer teilweise geschnittenen Längsansicht,
Fig. 2: eine Nockenwellenverstelleinrichtung in einer Queransicht,
Fig. 3: eine Ansicht einer Stellvorrichtung einer Nockenwellenverstellvorrichtung in einer Ansicht von unten mit insgesamt drei Stößeleinheiten, wobei eine Stößellängsmittelachse einer mittleren Stößeleinheit zu einer Drehachse der Nockenwelle beabstandet ist,
Fig. 4: alternatives Ausführungsbeispiel einer Stellvorrichtung für eine Nockenwellenverstellvorrichtung, bei welcher zwei von drei Stößellängsmittelachsen auf unterschiedlichen Seiten von der Nockenwellendrehachse beabstandet sind, und
Fig. 5: ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Mehrstößel-Verstellvorrichtung einer Nockenwellenverstellvorrichtung, bei welcher die Stößellängsmittelachse einer äußeren Stößeleinheit seitlich versetzt zur Drehachse der Nockenwelle angeordnet ist und die anderen beiden Stößellängsmittelachsen die Nockenwellendrehachse schneiden.

Die Figuren des gleichen Elementes und Elemente mit den gleichen Funktionen sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In den Fig. 1 und 2 sind Ausführungsbeispiele von variablen Gaswechselventiltrieben für eine in Fig. 1 angedeutete Brennkraftmaschine 2 gezeigt. Die Fig. 1 und 2 zeigen dabei mögliche Ausgestaltungen von Nockenwellenverstellvorrichtungen 3 mit einem elektromagnetischen Mehrstößel-Verstellantrieb 4. Die Nockenwellenverstellvorrichtungen 3 gemäß den Fig. 1 und 2 umfassen jeweils eine Nockenwelle 5, umfassend eine Trägerwelle 6 auf der drehfest und axial verschieblich ein Nockenstück 7 mit mehreren Nockenerhebungen unterschiedlicher Geometrie angeordnet ist. Die Trägerwelle 6 ist um eine Nockenwellendrehachse D mittels der Brennkraftmaschine 2 rotatorisch antreibbar. In dem Nockenstück 7 sind benachbart zu den Nockenerhebungen spiralförmig ausgebildete Schaltnuten 8 eingebracht, wobei den Schaltnuten 8 mehrere in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 3 Stößeleinheiten 9, 10, 11 zugeordnet sind. Je nach Ausgestaltung der Nockenwellenverstellvorrichtung 3 kann einer Schaltnut 8 eine einzige Stößeleinheit oder mehrere der Stößeleinheiten zugeordnet werden. Die Stößeleinheiten 9, 10, 11 können mithilfe von nicht separat dargestellten Antriebseinheiten des Verstellantriebs 4 in die Schaltnuten 8 eingekoppelt werden, um dadurch das Nockenstück axial relativ zur Trägerwelle 6 zu verstellen. In Abhängigkeit der axialen Stellung des Nockenstücks 7 auf der Trägerwelle 6 wirken unterschiedliche Nockenerhebungen des Nockenstücks 7 mit einem Nockenverfolger 12 in an sich bekannter Weise auf ein in Schließrichtung federkraftbeaufschlagtes Gaswechselventil 13.
Jede der zylindrischen, langgestrecken Stößeleinheiten 9, 10, 11 definiert eine Stößellängsmittelachse A1, A2, A3, wobei die Stößellängsmittelachsen A1, A2, A3 parallel zueinander sowie senkrecht zur Nockenwellendrehachse D angeordnet sind.
Die Stößeleinheiten 9, 10, 11 wirken jeweils mit einer von dem Nockenstück 7 abgewandten, nicht dargestellten (angriffseitigen bzw. aktorseitigen) Stirnseite in der in der DE 10 2007 028 600 A1 ausführlich beschriebenen Art und Weise mit jeweils einer Antriebseinheit zusammen, genauer mit einer planen Angriffsfläche der jeweiligen Antriebseinheit. Hinsichtlich der Anordnung und des Zusammenwirkens der Stößeleinheiten auf den Antriebseinheiten wird auf den Offenbarungsgehalt der DE 10 2007 028 600 A1 der Anmelderin verwiesen, wobei der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift als zur vorliegenden Erfindung gehörig in die vorliegende Offenbarung einbezogen gelten soll.
Die nicht separat dargestellten Antriebseinheiten sind in einem gemeinsamen, zylindrischen Gehäuse 14 aufgenommen, welche stirnseitig mit einem Gehäuse-Führungsabschnitt 15 zusammenwirkt, in dem die Stößeleinheiten 9, 10, 11 längsverschieblich geführt sind.
Wie sich aus Fig. 2 ergibt ist die Stößellängsmittelachse A2 einer mittleren (zweiten) Stößeleinheit 10 in einer Ebene E seitlich beabstandet bzw. versetzt angeordnet zur Nockenwellendrehachse D (Drehachse), schneidet diese also nicht. Die vorgenannte Ebene E nimmt die Nockenwellendrehachse D auf und verläuft senkrecht zu sämtlichen Stößellängsmittelachsen A1, A2, A3. Die weiteren beiden (äußeren) bzw. erste und zweite Stößeleinheiten 9, 11 sind derart angeordnet, dass sie die Drehachse D in der Ebene E schneiden.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetischen Mehrstößel-Stellvorrichtung 4 einer ansonsten in Fig. 3 nicht weiter dargestellten Nockenwellenverstellvorrichtung 3 in einer Ansicht von unten gezeigt. Eingezeichnet ist die Nockenwellendrehachse D, die in einer senkrecht zu den Stößellängsmittelachsen A1 bis A3 liegenden Ebene E angeordnet ist. Die Stößeleinheiten 9, 10, 11 sind in dem Führungsabschnitt 15 des Gehäuses derart längsverschieblich geführt, dass die beiden in Richtung der Längserstreckung der Nockenwellendrehachse D betrachtet äußeren Stö-βellängsmittelachsen A1 und A3 die Nockenwellendrehachse D in der Ebene E schneiden, wohingegen die Stößellängsmittelachse A2 der mittleren Stößeleinheit 10 seitlich beabstandet angeordnet ist zu der Nockenwellendrehachse D und zwar um das Maß a, von in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 1,5 mm. Die beiden äußeren Stößellängsmittelachsen A1, A3 sind in Richtung der Axialerstreckung der Nockenwellendrehachse D gleich beabstandet von der mittleren Stößellängsmittelachse A2, und zwar um das Maß b von in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 7 mm. Der Durchmesser der kreiszylindrischen Stößeleinheiten 9, 10, 11 beträgt in dem Ausführungsbeispiel etwa 4,5 mm. Der Durchmesser des hohlzylindrischen Gehäuses 14 beträgt etwa 20 mm.
In Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform einer Mehrstößel-Stellvorrichtung 4 einer Nockenwellenverstellvorrichtung 3 gezeigt. Zu erkennen ist wieder die Nockenwellendrehachse D, die in der Ebene E angeordnet ist, zu der die Stößellängsmittelachsen A1 bis A3 senkrecht verlaufen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stößeleinheiten 9, 10, 11 derart angeordnet, dass die in Richtung der Längserstreckung der Nockenwellendrehachse D betrachtet mittlere (zweite) Stößeleinheit 10 bzw. deren Stößellängsmittelachse A2 die Nockenwellendrehachse D in der Ebene E schneidet, wohingegen die in der mittleren Stößellängsmitteachse A2 parallelen Stößellängsmittelachsen A1, A3 der äußeren Stößeleinheiten 9, 10 in der Ebene E beabstandet sind von der Nockenwellendrehachse D und zwar um das gleiche Absolutmaß a, von in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 1,5 mm. Zu erkennen ist, dass die äußeren Stößellängsmittelachsen A1, A3 auf unterschiedlichen Seiten der Nockenwellendrehachse D angeordnet sind. In axialer Richtung bezogen auf die Nockenwellendrehachse D betrachtet sind jeweils zwei benachbarte Stößellängsmittelachsen A1, A2; A2, A3 gleich voneinander beabstandet und zwar um das in Richtung der Nockenwellendrehachse D gemessene Maß b von dem gezeigten Ausführungsbeispiel 7 mm.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 einer Mehrstößel-Stellvorrichtung 4 einer Nockenwellenverstellvorrichtung 3 hat mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 gemeinsam, dass ausschließlich eine Stößellängsmittelachse in der Ebene E beabstandet ist zu der Nockenwellendrehachse D. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 handelt es sich jedoch nicht um die mittlere Stößellängsmittelachse, sondern um eine äußere Stößellängsmittelachse A1, hier der ersten Stößeleinheit 9, während die Stößellängsmittelachsen A2, A3 der mittleren (zweiten) Stößeleinheit und der dritten Stößeleinheit 11 die Nockenwellendrehachse D schneiden.

Bezugszeichenliste

1: Gaswechselventiltrieb
2: Brennkraftmaschine
3: Nockenwellenverstellvorrichtung
4: Mehrstößel-Stellvorrichtung
5: Nockenwelle
6: Trägerwelle
7: Nockenstück
8: Schaltnuten
9: (erste) Stößeleinheit
10: (zweite) Stößeleinheit
11: (dritte) Stößeleinheit
12: Nockenverfolger
13: Gaswechselventil
14: Gehäuse
15: Gehäuse-Führungsabschnitt

A1: (erste) Stößellängsmittelachse
A2: (zweite) Stößellängsmittelachse
A3: (dritte) Stößellängsmittelachse
D: Nockenwellendrehachse

a: Abstand zur Nockenwellendrehachse quer zur Längserstreckung der Nockenwellendrehachse
b: axialer Abstand in Richtung der Längserstreckung der Nockenwelle

Claims

Nockenwellenverstellvorrichtung (3), umfassend eine Nockenwellendrehachse (D) und eine elektromagnetische Mehrstößel-Stellvorrichtung (4) mit mindestens zwei elektromagnetischen Antriebseinheiten, die zum Ausüben einer Stellkraft auf eine entsprechende Anzahl von langgestreckten, achsparallel zueinander gelagerten, jeweils eine senkrecht zu der Nockenwellendrehachse (D) angeordnete Stößellängsmittelachse (A1, A2, A3) definierenden Stößeleinheiten (9, 10, 11) ansteuerbar sind, um mit den Stößeleinheiten (9, 10, 11) in Schaltnuten (8) eines verstellbaren Nockenstückes (7) einzugreifen, wobei die Antriebseinheiten jeweils an einem einer jeweils zugeordneten der Stößeleinheiten (9, 10, 11) zugewandten Angriffsende eine in einer Stellrichtung der Antriebseinheiten bewegbare Angriffsfläche ausbilden und eine angriffseitige, von der jeweils zugeordneten Schaltnut (8) abgewandte Stirnfläche einer jeweiligen der Stößeleinheiten (9 10, 11) mit der Angriffsfläche zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Stößeleinheiten (9, 10, 11) derart relativ zu der Nockenwellendrehachse (D) angeordnet ist, dass ihre parallel zu den Stößellängsmittelachsen (A1, A2, A3) der mindestens einen anderen Stößeleinheit (9, 10, 11) verlaufende Stößellängsmittelachse (A1, A2, A3) in einer die Nockenwellendrehachse (D) aufnehmenden und senkrecht zu den Stößellängsmittelachsen (A1, A2, A3) verlaufenden Ebene (E) zu der Nockenwellendrehachse (D) beabstandet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine zu der Nockenwellendrehachse (D) beabstandete Stößellängsmittelachse (A1, A2, A3) in der Ebene um eine senkrecht zu der Nockenwellendrehachse (D) gemessene Strecke aus einem Wertebereich zwischen 0,5mm und 8,0mm, vorzugsweise zwischen 1,0mm und 5,0mm, bevorzugt zwischen 1,0mm und 2,0mm beabstandet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine zu der Nockenwellendrehachse (D) beabstandete Stößellängsmittelachse (A1, A2, A3) zwischen 3% und 80%, vorzugsweise zwischen 3% und 50%, noch weiter bevorzugt zwischen 3% und 30%, noch weiter bevorzugt zwischen 3% und 20%, vorzugsweise weniger als 15 %, bevorzugt mehr als 5%, des Grundkreishalbdurchmessers der zugehörigen Schaltnut (8) in der Ebene zu der Nockenwellendrehachse (D) beabstandet ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens drei, vorzugsweise ausschließlich drei, Antriebseinheiten mit zugehörigen Stößeleinheiten (9, 10, 11) vorgesehen sind.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine einzige der Stößellängsmittelachsen (A1, A2, A3), vorzugsweise die Stößellängsmittelachse (A1, A2, A3) einer mittleren der Stößeleinheiten (9, 10, 11) die Nockenwellendrehachse (D) schneidet.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens zwei, vorzugsweise ausschließlich zwei, insbesondere zwei äußere oder zwei nebeneinander angeordnete, der Stößellängsmittelachsen (A1, A2, A3) die Nockenwellendrehachse (D) schneiden.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sämtliche Stößellängsmittelachsen (A1, A2, A3) in der Ebene zu der Nockenwellendrehachse (D) beabstandet sind.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Stößellängsmittelachse (A1, A2, A3) eine von der Nockenwellendrehachse (D) senkrecht durchsetzte Stößelebene definiert, und dass der in Richtung der Längserstreckung der Nockenwellendrehachse (D) zwischen jeweils zwei benachbarten der Stö-ßelebenen gemessene Abstand bei sämtlichen jeweils benachbarten Stößelebenen gleich ist.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Stößeleinheiten (9, 10, 11) mit ihrer angriffseitigen Stirnfläche exzentrisch und/oder mit lediglich einer Teilfläche der angriffseitigen Stirnfläche auf der zugehörigen Angriffsfläche aufsitzt.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebseinheiten in einem gemeinsamen, vorzugsweise hohlzylindrischen Gehäuse (14) angeordnet sind.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stößeleinheiten (9,10,11) magnetisch haftend an der mindestens einen Aktoreinheit festgelegt sind.
Nockenwellenverstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stößeleinheiten (9, 10, 11) jeweils ein gehärtetes, mit zumindest einer der Schaltnuten (8) in Wechselwirkung tretendes Eingriffsende aufweisen.