EP2981688A1 - Valve gear system for a combustion engine - Google Patents

Valve gear system for a combustion engine

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EP2981688A1
EP2981688A1 EP14711154.6A EP14711154A EP2981688A1 EP 2981688 A1 EP2981688 A1 EP 2981688A1 EP 14711154 A EP14711154 A EP 14711154A EP 2981688 A1 EP2981688 A1 EP 2981688A1
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EP
European Patent Office
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cam
partial
drive device
slide track
valve drive
Prior art date
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EP14711154.6A
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German (de)
French (fr)
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EP2981688B1 (en
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Markus Lengfeld
Jens Meintschel
Thomas Stolk
Alexander Von Gaisberg-Helfenberg
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2981688B1 publication Critical patent/EP2981688B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve

Definitions

  • Part cam width is intended in particular a width of the subregion of
  • Guide engagement elements is assigned to one of the slide tracks 20, 21.
  • the Ausspursegment the slide track 20 is arranged axially overlapping with the partial cam 14.
  • the Ausspursegment that extends only in the circumferential direction is completely in the angular range in which the slide track 20 and the partial cam 14 are arranged overlapping.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

The invention relates to a valve gear system for a combustion engine in a motor vehicle, comprising at least one axially displaceably mounted cam element (10) that has at least one cam (11, 15) with at least two cam parts (12, 13, 14, 16, 17, 18) and a slotted guide (19) with at least one guide track (20, 21) designed to convert a turning movement of the cam element (10) into an axial shifting force, wherein there is an at least partial axial overlap between at least one of the cam parts (14, 16) and the at least one guide track (20, 21).

Description

Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine  Valve train device for an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a valve drive device for an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 10 2008 064 340 A1 ist bereits eine Ventiltriebvorrichtung für eine From DE 10 2008 064 340 A1 is already a valve drive device for a
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem axial verschiebbar gelagertem Nockenelement, das zumindest einen Nocken mit zumindest zwei Teilnocken und eine Schaltkulisse mit zumindest einer Kulissenbahn aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung des Nockenelements in eine axiale Schaltkraft umzuwandeln, bekannt. Internal combustion engine of a motor vehicle, with at least one axially displaceably mounted cam member having at least one cam with at least two partial cams and a shift gate with at least one slide track, which is intended to convert a rotational movement of the cam member into an axial switching force, known.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Ventiltriebvorrichtung bereitzustellen, die eine erhöhte Schaltflexibilität aufweist und dadurch insbesondere eine Möglichkeit für weitere Kraftstoffeinsparungen in einem Betrieb einer Brennkraftmaschine ermöglicht. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. The invention is in particular the object of providing a valve drive device which has an increased switching flexibility and thereby in particular enables a possibility for further fuel savings in an operation of an internal combustion engine. It is achieved by a valve drive device according to the invention according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem axial verschiebbar gelagertem Nockenelement, das zumindest einen Nocken mit zumindest zwei Teilnocken und eine Schaltkulisse mit zumindest einer Kulissenbahn aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung des Nockenelements in eine axiale Schaltkraft umzuwandeln. The invention relates to a valve drive device for an internal combustion engine of a motor vehicle, with at least one axially displaceably mounted cam member having at least one cam with at least two partial cams and a shift gate with at least one slide track, which is intended to a rotational movement of the cam member in an axial To convert switching power.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest einer der Teilnocken und die zumindest eine Kulissenbahn zumindest teilweise axial überlappend angeordnet sind. Dadurch kann für die Schaltkulisse mehr Bauraum vorgesehen werden, ohne dass eine axiale Länge des Nockenelements verlängert werden muss, wodurch insbesondere die Schaltkulisse mit einer höheren Festigkeit ausgeführt werden kann. Insbesondere kann die Kulissenbahn mit einer größeren Kulissenbahnbreite ausgebildet werden, wodurch auch Abmessungen von Kulisseneingriffselementen zum Eingriff in die Kulissenbahn vergrößert werden können. Dadurch kann die Ventiltriebvorrichtung insgesamt mit einer höheren It is proposed that at least one of the partial cams and the at least one slide track are arranged at least partially axially overlapping. As a result, more space can be provided for the shift gate, without an axial length of the cam member must be extended, which in particular the shift gate with a higher strength can be performed. In particular, the slide track can be formed with a larger slide track width, which also dimensions of slide engagement elements can be increased to engage in the slide track. As a result, the valve drive device overall with a higher
mechanischen Belastbarkeit ausgeführt werden, wodurch Umschaltungen der mechanical load capacity are carried out, thereby switching the
Nockenelemente bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine ausgeführt werden können. Dadurch steigt eine Schaltflexibilität der Ventiltriebvorrichtung, da Cam elements can be performed at higher speeds of the internal combustion engine. This increases a switching flexibility of the valve drive device, since
Schaltvorgänge in einem größeren Drehzahlbereich durchgeführt werden können. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung sind somit zusätzliche Kraftstoffeinsparungen möglich. Unter einem„Nocken mit zumindest zwei Teilnocken" soll insbesondere ein einzelner Nocken zur Betätigung eines einzigen Gaswechselventils verstanden werden, der zumindest zwei Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkurven aufweist, wobei Teilnocken zur Betätigung des gleichen Gaswechselventils vorgesehen sind. Die Switching operations can be performed in a wider speed range. By an embodiment of the invention thus additional fuel savings are possible. A "cam with at least two partial cams" is to be understood in particular as a single cam for actuating a single gas exchange valve which has at least two partial cams with different cam curves, wherein partial cams are provided for actuating the same gas exchange valve
Teilnocken sind dabei vorzugsweise unmittelbar benachbart angeordnet, womit durch ein axiales Verschieben des Nockenelements zwischen einer Betätigung durch einen der zumindest zwei Teilnocken umgeschaltet werden kann. Unter einem„Nockenelement" soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das den zumindest einen zur Partial cams are preferably arranged directly adjacent, which can be switched by an axial displacement of the cam member between an actuation by one of the at least two partial cams. A "cam element" is to be understood in particular as a component which comprises the at least one for
Betätigung des Gaswechselventils vorgesehenen Nocken aufweist. Unter einem„axial verschiebbaren Nockenelement" soll insbesondere ein Nockenelement verstanden werden, das axial verschiebbar gegenüber einem Zylinderkopf oder einem anderen ortsfest angeordneten Bauteil der Brennkraftmaschine gelagert ist. Der Begriff„axial" ist insbesondere auf eine Hauptrotationsachse des zumindest einen Nockenelements bezogen, so dass der Ausdruck„axial" eine Richtung bezeichnet, die auf der Having actuation of the gas exchange valve provided cam. An "axially displaceable cam element" is to be understood in particular as meaning a cam element which is axially displaceably mounted relative to a cylinder head or another stationarily arranged component of the internal combustion engine The term "axial" is particularly related to a main rotational axis of the at least one cam element, so that the Expression "axially" denotes a direction that is on the
Hauptrotationsachse oder parallel zu dieser verläuft. Unter einer„Ventilhubumschaltung" soll insbesondere eine diskrete Umschaltung zwischen zumindest zwei Main axis of rotation or parallel to this runs. Under a "valve lift" is in particular a discrete switching between at least two
Ventilbetätigungskurven, die eine Betätigung zumindest eines Gaswechselventils definieren, verstanden werden. Unter einer„Kulissenbahn" soll insbesondere eine Bahn zu einer zumindest einseitigen, vorzugsweise beidseitigen, Zwangsführung eines Kulisseneingriffselements verstanden werden. Die Kulissenbahn ist vorzugsweise in Form eines Stegs, eines Schlitzes und/oder einer Nut ausgebildet. Unter„axial zumindest teilweise überlappend" soll insbesondere verstanden werden, dass ein axialer Teilbereich des Nockenelements, in dem der Teilnocken angeordnet ist, und ein axialer Teilbereich des Nockenelements, in dem die Kulissenbahn angeordnet ist, sich zumindest teilweise überschneiden. Unter einem„axialen Teilbereich" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Teilbereich des Nockenelements verstanden, der durch eine maximale axiale Erstreckung des Teilnockens oder der Kulissenbahn definiert ist. Unter „vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden. Valve actuation curves that define an actuation of at least one gas exchange valve understood. A "slide track" is to be understood as meaning, in particular, a track for positive guidance of a slide engagement element that is at least one-sided, preferably bilateral, The slide track is preferably in the form of a web, a slot and / or a groove be understood that an axial portion of the cam member in which the partial cam is arranged, and an axial portion of the cam member in which the slide track is arranged, at least partially overlap. In this context, an "axial subarea" is understood to mean, in particular, a subregion of the cam element which is defined by a maximum axial extent of the subcock or the guide track "Intended" is to be understood in particular specially programmed, designed, equipped and / or arranged.
Vorzugsweise weist der Teilnocken eine Grundkreisphase auf, in der die Kulissenbahn und der Teilnocken axial überlappend angeordnet sind. Dadurch kann vermieden werden, dass eine Flächenpressung auf den Teilnocken bei einer Betätigung des The partial cam preferably has a base circle phase in which the slide track and the partial cam are arranged axially overlapping. This can be avoided that a surface pressure on the part cam on actuation of the
Gaswechselventils zu hoch wird, wodurch eine Beschädigung des Teilnockens vermieden werden kann. Unter einer„Grundkreisphase" soll dabei insbesondere ein Winkelbereich des Teilnockens verstanden werden, in dem das durch den Teilnocken betätigte Gas exchange valve is too high, whereby damage to the part cam can be avoided. A "base circle phase" should be understood to mean, in particular, an angular range of the partial cam in which the part operated by the partial cam
Gaswechselventil vollständig geschlossen ist. Unter einer„überlappenden Anordnung in der Grundkreisphase" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Kulissenbahn und der Teilnocken lediglich in der Grundkreisphase überlappend angeordnet sind. Gas exchange valve is completely closed. In this context, an "overlapping arrangement in the base circle phase" should be understood in particular to mean that the slide track and the partial cam are arranged overlapping only in the base circle phase.
Vorzugsweise weist die Ventiltriebvorrichtung eine Überlappungsbreite von zumindest 10 % einer Teilnockenbreite auf. Dadurch kann für die Schaltkulisse ein zur Verfügung stehender Bauraum ausreichend weit vergrößert werden, um die Belastbarkeit der Schaltkulisse zu erhöhen. Unter einer„Überlappungsbreite" soll insbesondere eine Breite eines axialen Teilbereichs des Nockenelements verstanden werden, in dem der Preferably, the valve drive device has an overlap width of at least 10% of a partial cam width. As a result, an available space can be increased sufficiently far for the shift gate to increase the load capacity of the shift gate. An "overlap width" is to be understood in particular to mean a width of an axial subregion of the cam element, in which the
Teilnocken und die Kulissenbahn überlappend angeordnet sind. Unter einer Part cam and the slide track are arranged overlapping. Under one
„Teilnockenbreite" soll dabei insbesondere eine Breite des Teilbereichs des "Part cam width" is intended in particular a width of the subregion of
Nockenelements verstanden werden, der durch die maximale axiale Erstreckung des Teilnockens definiert ist. Cam element can be understood, which is defined by the maximum axial extent of the partial cam.
Vorzugsweise beträgt die Überlappungsbreite höchstens 50 % einer Teilnockenbreite. Dadurch kann eine zu große Flächenpressung an dem Teilnocken vermieden werden. Grundsätzlich ist aber auch eine Überlappungsbreite größer als 50 % der Preferably, the overlap width is at most 50% of a partial cam width. As a result, excessive surface pressure on the partial cam can be avoided. Basically, however, an overlap width is greater than 50% of the
Teilnockenbreite denkbar. Part cam width conceivable.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Nockenelement zumindest einen zweiten Nocken mit zumindest zwei Teilnocken aufweist und die Schaltkulisse axial zwischen den zumindest zwei Nocken angeordnet ist. Dadurch kann ein besonders kompakter It is also proposed that the cam element has at least one second cam with at least two partial cams and the shift gate is arranged axially between the at least two cams. This can be a very compact
Ventiltrieb realisiert werden, welcher eine vorteilhaft hohe Schaltflexibilität aufweist. Unter „axial zwischen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Schaltkulisse und die zwei Nocken in axialer Richtung unmittelbar aneinander grenzen und/oder axial überlappend angeordnet sind, wobei die zwei Nocken vorzugsweise für Gaswechselventile eines gleichen Zylinders vorgesehen sind. Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schaltkulisse eine zweite Kulissenbahn aufweist, die zumindest teilweise axial überlappend mit zumindest einem der Teilnocken des zweiten Nockens angeordnet ist. Dadurch kann für die Schaltkulisse weiterer Bauraum Valve gear can be realized, which has an advantageously high switching flexibility. By "axially between" should be understood in this context, in particular, that the shift gate and the two cams in the axial direction immediately adjacent to each other and / or axially overlapping, wherein the two cams are preferably provided for gas exchange valves of the same cylinder. It is further proposed that the shift gate has a second slide track, which is arranged at least partially axially overlapping with at least one of the partial cam of the second cam. As a result, further space for the shift gate
vorgesehen werden, wodurch die Dimensionierung und damit die Belastbarkeit der Schaltkulisse weiter verbessert werden kann. be provided, whereby the dimensions and thus the load capacity of the shift gate can be further improved.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Kulissenbahn ein Einspursegment und/oder ein Ausspursegment aufweist, das axial überlappend mit dem zumindest einen Teilnocken angeordnet ist. Dadurch können die zumindest eine Kulissenbahn und der Teilnocken besonders vorteilhaft überlappend angeordnet werden, da das It is also proposed that the at least one slide track has a Einspursegment and / or a Ausspursegment which is arranged axially overlapping with the at least one partial cam. As a result, the at least one slide track and the partial cam can be arranged in a particularly advantageous overlapping manner, since the
Einspursegment und das Ausspursegment lediglich in Umfangsrichtung weisen, wodurch die überlappende Anordnung über einen vorteilhaften Winkelbereich reichen kann. Unter einem„Einspursegment" soll dabei insbesondere ein Teilbereich der Kulissenbahn verstanden werden, der einen Anfang der Kulissenbahn darstellt. Unter einem Single track segment and the Ausspursegment have only in the circumferential direction, whereby the overlapping arrangement can extend over a favorable angle range. A "single track segment" is to be understood as meaning, in particular, a partial region of the slide track, which represents a beginning of the slide track
„Ausspursegment" soll insbesondere ein Teilbereich der Kulissenbahn verstanden werden, der ein Ende der Kulissenbahn darstellt. Vorzugsweise verlaufen das "Ausspursegment" is to be understood in particular a partial region of the slide track, which represents one end of the slide track
Einspursegment und das Ausspursegment zumindest im Wesentlichen in One-track segment and the Ausspursegment at least substantially in
Umfangsrichtung, d.h. das Nockenelement wird bei einer Drehbewegung nicht mit einer Schaltkraft beaufschlagt. Circumferential direction, i. the cam element is not acted upon by a switching force during a rotational movement.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist der zumindest eine Nocken einen dritten Teilnocken auf. Dadurch kann eine Schaltflexibilität weiter erhöht werden, da durch einen weiteren Teilnocken je Nocken eine weitere Schaltstellung genutzt werden kann, beispielsweise um eine Zylinderabschaltung zu realisieren. Insbesondere in Verbindung mit der überlappenden Anordnung der Kulissenbahn und der unmittelbar angrenzenden Teilnocken kann somit eine kompakte und gleichzeitig flexibel schaltbare In a particularly advantageous embodiment, the at least one cam has a third part cam. As a result, a shifting flexibility can be further increased, since a further shift position can be used by a further part cam per cam, for example to realize a cylinder deactivation. In particular, in conjunction with the overlapping arrangement of the slide track and the immediately adjacent part cam thus a compact and simultaneously flexible switchable
Ventiltriebvorrichtung realisiert werden. Valve train device can be realized.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung eine Trägerwelle aufweist, auf der das zumindest eine Nockenelement drehfest aber axial verschiebbar gelagert ist. Dadurch können die Nockenelemente einfach mit einer Drehbewegung beaufschlagt werden. It is also proposed that the valve drive device has a carrier shaft on which the at least one cam element is mounted non-rotatably but axially displaceable. As a result, the cam elements can be easily acted upon by a rotary motion.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung eine Aktuatoreinheit mit zumindest einem Kulisseneingriffselement zum Eingriff in die zumindest eine It is also proposed that the valve drive device has an actuator unit with at least one link engagement element for engagement in the at least one
Kulissenbahn aufweist, die zur Schaltung des zumindest einen Nockenelements vorgesehen ist. Dadurch kann einfach ein Umschaltmechanismus zur Schaltung der Nockenelemente realisiert werden. Sliding link, which is for switching the at least one cam element is provided. As a result, simply a switching mechanism for switching the cam elements can be realized.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, an embodiment of the invention is shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Dabei zeigen: Showing:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen  Fig. 1 is a perspective view of an inventive
Ventiltriebvorrichtung und  Valve train device and
Fig. 2 die Ventiltriebvorrichtung in einer Aufsicht. Fig. 2, the valve drive device in a plan view.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die Ventiltriebvorrichtung umfasst eine Trägerwelle 23, die über einen nicht näher FIGS. 1 and 2 show a valve drive device for an internal combustion engine. The valve drive device comprises a carrier shaft 23 which is not closer by way of a
dargestellten Kurbelwellentrieb mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Zwischen der Trägerwelle 23 und der Kurbelwelle kann zusätzlich ein shown crankshaft drive is connected to a crankshaft of the internal combustion engine. In addition, between the carrier shaft 23 and the crankshaft
Nockenwellenversteller angeordnet sein, der dazu vorgesehen ist, eine Phasenlage zwischen der Kurbelwelle und der Trägerwelle 23 zu verstellen. Camshaft adjuster may be arranged, which is intended to adjust a phase angle between the crankshaft and the carrier shaft 23.
Weiter umfasst die Ventiltriebvorrichtung eine Mehrzahl von Nockenelementen 10, die axial verschiebbar auf der Trägerwelle 23 angeordnet sind. Die Nockenelemente 10, von denen lediglich eines dargestellt ist, sind drehfest mit der Trägerwelle 23 verbunden. Das dargestellte Nockenelement 10 umfasst zwei Nocken 1 , 15, die zur Betätigung von Gaswechselventilen eines einzelnen Zylinders vorgesehen sind. Die Trägerwelle 23 mit den auf ihr gelagerten Nockenelementen 10 bildet eine Nockenwelle zur Betätigung der Gaswechselventile unterschiedlicher Zylinder der Brennkraftmaschine aus. Furthermore, the valve drive device comprises a plurality of cam elements 10, which are arranged so as to be axially displaceable on the carrier shaft 23. The cam elements 10, of which only one is shown, are non-rotatably connected to the carrier shaft 23. The illustrated cam member 10 includes two cams 1, 15 which are provided for actuating gas exchange valves of a single cylinder. The carrier shaft 23 with the cam elements 10 mounted on it forms a camshaft for actuating the gas exchange valves of different cylinders of the internal combustion engine.
Zur Umschaltung zwischen unterschiedlichen Ventilbetätigungsarten weist das For switching between different types of valve actuation has the
Nockenelement 10 eine Schaltkulisse 9 mit zwei Kulissenbahnen 20, 21 auf. Die Cam member 10 a shift gate 9 with two slide tracks 20, 21 on. The
Kulissenbahnen 20, 21 sind dazu vorgesehen, eine Drehbewegung des Nockenelements 10 in eine axiale Schaltkraft umzuwandeln. Die Kulissenbahnen 20, 21 weisen jeweils ein Einspursegment, zumindest ein Schaltsegment und ein Ausspursegment auf. Die Guide tracks 20, 21 are intended to convert a rotational movement of the cam member 10 in an axial switching force. The slide tracks 20, 21 each have a Einspursegment, at least one switching segment and a Ausspursegment. The
Einspurgsegmente und die Ausspursegmente verlaufen jeweils in Umfangsrichtung. Die Schaltsegmente weisen zusätzlich eine axiale Komponente auf. Die Kulissenbahnen 20, 21 sind in Form von Nuten, die in die Nockenelemente 10 eingebracht sind, ausgebildet. Einspurgsegmente and the Ausspursegmente each run in the circumferential direction. The Switching segments additionally have an axial component. The slide tracks 20, 21 are in the form of grooves which are introduced into the cam elements 10, formed.
Zur Schaltung des Nockenelements 10 weist die Ventiltriebvorrichtung weiter eine For switching the cam member 10, the valve drive device further has a
Aktuatoreinheit mit zwei Kulisseneingriffselementen auf. Jedes der Actuator unit with two linkage engagement elements on. Each of the
Kulisseneingriffselemente ist einer der Kulissenbahnen 20, 21 zugeordnet. Die Guide engagement elements is assigned to one of the slide tracks 20, 21. The
Kulisseneingriffselemente sind als Schaltpins ausgebildet, die in ausgefahrenem Zustand in die Kulissenbahnen 20, 21 eingreifen. Die Kulisseneingriffselemente sind lediglich entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung verschiebbar gelagert. Die Kulissenbahnen 20, 21 und das zugehörige Kulisseneingriffselement sind jeweils für eine Schaltrichtung vorgesehen. Je nach Schaltrichtung, in die das Nockenelement 10 geschaltet werden soll, wird das entsprechende Kulisseneingriffselement in Eingriff mit der zugehörigen Guide engagement elements are designed as switching pins, which engage in the extended state in the slide tracks 20, 21. The link engagement elements are only displaceably mounted along their main extension direction. The slide tracks 20, 21 and the associated link engagement element are each provided for a switching direction. Depending on the switching direction, in which the cam member 10 is to be switched, the corresponding link engagement element is engaged with the associated
Kulissenbahn 20, 21 gebracht. Durch die axiale Komponente des Schaltsegments der entsprechenden Kulissenbahn 20, 21 in Verbindung mit dem feststehenden Slide track 20, 21 brought. By the axial component of the switching segment of the corresponding slide track 20, 21 in conjunction with the fixed
Kulisseneingriffselement bewirkt dann die Drehbewegung des Nockenelements 10, dass das Nockenelement 10 in axialer Richtung verschoben wird. Sämtliche Nockenelemente 10 der Ventiltriebvorrichtung sind dabei analog ausgebildet. Guide engagement element then causes the rotational movement of the cam member 10 that the cam member 10 is displaced in the axial direction. All cam elements 10 of the valve drive device are designed analogously.
Die Kulissenbahnen 20, 21 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur Schaltung von drei unterschiedlichen Schaltstellungen vorgesehen. Die Nocken 11 , 15 weisen jeweils drei Teilnocken 12, 13, 14, 16, 17, 18 mit unterschiedlichen Nockenkurven auf. Der jeweils erste Teilnocken 12, 16 ist als ein Abschaltnocken ausgebildet. Es weist einen Nullhub auf und ist damit für eine Zylinderabschaltung vorgesehen. Der jeweils zweite Teilnocken 13, 17 ist als ein Volllastnocken ausgebildet. Der jeweils dritte Teilnocken 14, 18 ist als ein Teillastnocken ausgebildet. The slide tracks 20, 21 are provided in the illustrated embodiment for the circuit of three different switching positions. The cams 11, 15 each have three partial cams 12, 13, 14, 16, 17, 18 with different cam curves. The respective first partial cam 12, 16 is designed as a shutdown cam. It has a zero lift and is thus intended for cylinder deactivation. The respective second partial cam 13, 17 is designed as a full load cam. The respective third partial cam 14, 18 is formed as a partial load cam.
In axialer Richtung ist die Schaltkulisse 19 mit den zwei Kulissenbahnen 20, 21 zwischen den beiden Nocken 11 , 15 angeordnet. Die erste Kulissenbahn 20 und der Teilnocken 14 des ersten Nockens 11 , der in axialer Richtung unmittelbar benachbart zu der In the axial direction, the shift gate 19 with the two slide tracks 20, 21 between the two cams 11, 15 is arranged. The first slide track 20 and the partial cam 14 of the first cam 11, which in the axial direction immediately adjacent to the
Kulissenbahn 20 angeordnet ist, sind teilweise überlappend angeordnet. In gleicher Weise sind auch die zweite Kulissenbahn 21 und der Teilnocken 16 des zweiten Nockens 15, der in axialer Richtung unmittelbar benachbart zu der Kulissenbahn 20 angeordnet ist, teilweise überlappend angeordnet. Eine Ausgestaltung der Kulissenbahn 20 und des Teilnockens 14 sowie eine Ausgestaltung der Kulissenbahn 21 und des Teilnockens 16 sind jeweils gleich, weshalb im Folgenden lediglich die Anordnung der Kulissenbahn 20 und des Teilnockens 14 beschrieben sind. Die Teilnocken 12, 13, 14, 16, 17, 18 weisen jeweils eine Grundkreisphase und die Teilnocken 13, 14, 17, 18 einen Hubbereich auf. In der Grundkreisphase ist das zugeordnete Gaswechselventil vollständig geschlossen. In axialer Richtung ragt die Kulissenbahn 20 in einen Teilbereich des Nockenelements 10 hinein, in dem der Teilnocken 14 des Nockens 1 1 angeordnet ist. Der Teilnocken 14 und die Kulissenbahn 20 sind über einen Winkelbereich mit einem Nockenwellenwinkel von zumindest 20 Grad überlappend angeordnet. Über den Winkelbereich, in dem der Teilnocken 14 und die Kulissenbahn 20 axial überlappend angeordnet sind, weist der Teilnocken 14 in Bezug auf seine restliche Ausgestaltung eine verringerte Teilnockenbreite 24 auf. Sliding track 20 is arranged, are arranged partially overlapping. In the same way, the second slide track 21 and the partial cam 16 of the second cam 15, which is arranged in the axial direction immediately adjacent to the slide track 20, partially overlapping. An embodiment of the slide track 20 and the partial cam 14 and an embodiment of the slide track 21 and the partial cam 16 are the same, which is why in the following only the arrangement of the slide track 20 and the partial cam 14 are described. The partial cams 12, 13, 14, 16, 17, 18 each have a base circle phase and the partial cams 13, 14, 17, 18 a stroke region. In the base circle phase, the associated gas exchange valve is completely closed. In the axial direction, the slide track 20 protrudes into a portion of the cam member 10, in which the partial cam 14 of the cam 1 1 is arranged. The partial cam 14 and the slide track 20 are arranged overlapping over an angular range with a camshaft angle of at least 20 degrees. Over the angular range in which the partial cam 14 and the slide track 20 are arranged axially overlapping, the partial cam 14 has a reduced partial cam width 24 with respect to its remaining configuration.
In der Grundkreisphase weist der Teilnocken 14 eine konstante Höhe auf. Die In the base circle phase, the partial cam 14 has a constant height. The
Kulissenbahn 20 und der Teilnocken 14 sind in der Grundkreisphase des Teilnockens 14 teilweise überlappend angeordnet. Der Winkelbereich, in dem die Kulissenbahn 20 und der Teilnocken 14 axial überlappend angeordnet sind, liegt vollständig innerhalb der Grundkreisphase des Teilnockens 14. Sliding track 20 and the partial cam 14 are arranged partially overlapping in the base circle phase of the partial cam 14. The angle range in which the slide track 20 and the partial cam 14 are arranged axially overlapping lies completely within the base circle phase of the partial cam 14.
Der Teilnocken 14 und die Kulissenbahn 20 weisen in Bezug auf den Teilnocken 14 eine Überlappungsbreite 22 auf, die zwischen 10 % und 50 % der Teilnockenbreite 24 liegt. In Bezug auf die Kulissenbahn 20 liegt die Überlappungsbreite 22 ebenfalls zwischen 10 % und 50 % einer Kulissenbahnbreite 25. Die Kulissenbahn 20 ragt dadurch lediglich teilweise in den axialen Teilbereich des Nockenelements 10 hinein, der für den The partial cam 14 and the slide track 20 have an overlapping width 22 with respect to the partial cam 14, which lies between 10% and 50% of the partial cam width 24. With respect to the slide track 20, the overlap width 22 is also between 10% and 50% of a slide track width 25. The slide track 20 projects thereby only partially into the axial portion of the cam member 10, which is for the
Teilnocken 14 vorgesehen ist. Part cam 14 is provided.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ausspursegment der Kulissenbahn 20 axial überlappend mit dem Teilnocken 14 angeordnet. Das Ausspursegment, das sich lediglich in Umfangsrichtung erstreckt, liegt vollständig in dem Winkelbereich, in dem die Kulissenbahn 20 und der Teilnocken 14 überlappend angeordnet sind. In the illustrated embodiment, the Ausspursegment the slide track 20 is arranged axially overlapping with the partial cam 14. The Ausspursegment that extends only in the circumferential direction is completely in the angular range in which the slide track 20 and the partial cam 14 are arranged overlapping.
Zudem ist auch das Schaltsegment der Kulissenbahn 20 teilweise in dem Winkelbereich angeordnet, in dem die Kulissenbahn 20 und der Teilnocken 14 axial überlappend angeordnet sind. Das Schaltsegment der Kulissenbahn 20 geht in dem Winkelbereich in das Ausspursegment über. Ein Nockenwellenwinkel, über den das Schaltsegment überlappend mit dem Teilnocken 14 angeordnet ist, ist wesentlich kleiner als der Nockenwellenwinkel, über den das Ausspursegment überlappend mit dem Teilnocken 14 angeordnet ist. Die Ventiltriebvorrichtung weist einen nicht näher dargestellten Nockenfolger auf, der bei einer Drehung des Nockenelements 10 den durch die Nockenkurve des entsprechenden Teilnockens 14 vorgegebenen Ventilhub abgreift und in eine Öffnung des In addition, the switching segment of the link path 20 is partially arranged in the angular range in which the slide track 20 and the partial cam 14 are arranged axially overlapping. The switching segment of the slide track 20 is in the angular range in the Ausspursegment over. A camshaft angle, over which the switching segment is arranged overlapping with the partial cam 14, is substantially smaller than the camshaft angle, over which the Ausspursegment is arranged overlapping with the partial cam 14. The valve drive device has a cam follower, which is not illustrated in more detail, which picks up the valve lift predetermined by the cam curve of the corresponding part cam 14 during a rotation of the cam element 10 and into an opening in the
Gaswechelsventils umsetzt. Der Nockenfolger kann beispielsweise in Form eines Rollenschlepphebels oder Rollenkipphebels ausgebildet sein. Ist das Nockenelement 10 in eine Schaltstellung geschaltet, in der der Nockenfolger auf dem Teilnocken 14 läuft, welcher axial überlappend mit der Kulissenbahn 20 ausgeführt ist, läuft die Kulissenbahn 20 teilweise unter dem Nockenfolger hinweg. Gas exchange valve implements. The cam follower may be formed, for example, in the form of a roller finger follower or roller rocker arm. If the cam member 10 is switched to a switching position in which the cam follower runs on the partial cam 14, which is executed axially overlapping with the slide track 20, the slide track 20 partially passes under the cam follower.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Nockenelement10 cam element
11 Nocken 11 cams
12 Teilnocken  12 partial cams
13 Teilnocken  13 partial cams
14 Teilnocken  14 partial cams
15 Nocken  15 cams
16 Teilnocken  16 partial cams
17 Teilnocken  17 partial cams
18 Teilnocken  18 partial cams
19 Schaltkulisse 19 shift gate
20 Kulissenbahn20 slide track
21 Kulissenbahn21 slide track
22 Überlappungsbreite22 overlap width
23 Trägerwelle23 carrier wave
24 Teilnockenbreite24 partial cam width
25 Kulissenbahnbreite 25 slide track width

Claims

Daimler AG Patentansprüche Daimler AG claims
1. Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit 1. Valve drive device for an internal combustion engine of a motor vehicle, with
zumindest einem axial verschiebbar gelagertem Nockenelement (10), das zumindest einen Nocken (11 , 15) mit zumindest zwei Teilnocken (12, 13, 14, 16, 17, 18) und eine Schaltkulisse (19) mit zumindest einer Kulissenbahn (20, 21 ) aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung des Nockenelements (10) in eine axiale Schaltkraft umzuwandeln,  at least one axially displaceably mounted cam element (10), the at least one cam (11, 15) with at least two partial cams (12, 13, 14, 16, 17, 18) and a shift gate (19) with at least one slide track (20, 21 ), which is intended to convert a rotational movement of the cam element (10) into an axial switching force,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
zumindest einer der Teilnocken (14, 16) und die zumindest eine Kulissenbahn (20, 21) zumindest teilweise axial überlappend angeordnet sind.  at least one of the partial cams (14, 16) and the at least one slide track (20, 21) are arranged at least partially axially overlapping.
2. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1 , 2. Valve drive device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Teilnocken (14, 16) eine Grundkreisphase aufweist, in der die Kulissenbahn (20, 21) und der Teilnocken (14, 16) axial überlappend angeordnet sind.  the partial cam (14, 16) has a base circle phase, in which the slide track (20, 21) and the partial cam (14, 16) are arranged axially overlapping.
3. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 3. Valve drive device according to claim 1 or 2,
gekennzeichnet durch  marked by
eine Überlappungsbreite (22) von zumindest 10 % einer Teilnockenbreite (24).  an overlap width (22) of at least 10% of a partial cam width (24).
4. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Valve drive device according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch  marked by
eine Überlappungsbreite (22) von höchstens 50 % einer Teilnockenbreite (24). an overlap width (22) of at most 50% of a partial cam width (24).
5. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Valve drive device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Nockenelement (10) zumindest einen zweiten Nocken (15) mit zumindest zwei Teilnocken (16, 17, 18) aufweist und die Schaltkulisse (19) axial zwischen den zumindest zwei Nocken (11 , 15) angeordnet ist.  the cam element (10) has at least one second cam (15) with at least two partial cams (16, 17, 18) and the shift gate (19) is arranged axially between the at least two cams (11, 15).
6. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 5, 6. Valve drive device according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Schaltkulisse (19) eine zweite Kulissenbahn (21) aufweist, die zumindest teilweise axial überlappend mit zumindest einem der Teilnocken (16) des zweiten Nockens (15) angeordnet ist.  the shift gate (19) has a second slide track (21) which is arranged at least partially axially overlapping with at least one of the partial cams (16) of the second cam (15).
7. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Valve drive device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die zumindest eine Kulissenbahn (20, 21) ein Einspursegment und/oder ein Ausspursegment aufweist, das axial überlappend mit dem zumindest einen Teilnocken (14, 16) angeordnet ist.  the at least one slide track (20, 21) has a Einspursegment and / or a Ausspursegment axially overlapping with the at least one partial cam (14, 16) is arranged.
8. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Valve drive device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der zumindest eine Nocken (11 , 15) einen dritten Teilnocken (14, 18) aufweist.  the at least one cam (11, 15) has a third part cam (14, 18).
9. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Valve drive device according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch  marked by
eine Trägerwelle (23), auf der das zumindest eine Nockenelement (10) drehfest aber axial verschiebbar gelagert ist.  a carrier shaft (23) on which the at least one cam element (10) is rotatably mounted but axially displaceable.
10. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Valve drive device according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch  marked by
eine Aktuatoreinheit mit zumindest einem Kulisseneingriffselement zum Eingriff in die zumindest eine Kulissenbahn (20, 21), die zur Schaltung des zumindest einen Nockenelements (10) vorgesehen ist.  an actuator unit having at least one link engaging element for engagement in the at least one slide track (20, 21), which is provided for switching the at least one cam element (10).
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