EP3947927A1 - Schiebenockensystem und motor - Google Patents

Schiebenockensystem und motor

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EP3947927A1
EP3947927A1 EP20715302.4A EP20715302A EP3947927A1 EP 3947927 A1 EP3947927 A1 EP 3947927A1 EP 20715302 A EP20715302 A EP 20715302A EP 3947927 A1 EP3947927 A1 EP 3947927A1
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EP
European Patent Office
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sliding cam
cam
dad
sliding
elements
Prior art date
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Granted
Application number
EP20715302.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3947927B1 (de
Inventor
Marcel WEIDAUER
Jens Schirmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta TecCenter AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3947927A1 publication Critical patent/EP3947927A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3947927B1 publication Critical patent/EP3947927B1/de
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    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/031—Electromagnets

Definitions

  • the invention relates to a sliding cam system according to the preamble of
  • Claim 1 Furthermore, the invention relates to a motor with such
  • a sliding cam system of the type mentioned above is known for example from DE 10 2011 054 218 A1.
  • a rotatably mounted camshaft is provided.
  • the camshaft includes several sliding cams.
  • Sliding cams can move axially.
  • the axial movement of the sliding cams is initiated by an actuator.
  • a coupling rod is fixed to a gearshift fork
  • the coupling rod includes scenes.
  • the backdrops are solid with the
  • Coupling rod connected. The scenes are each one more
  • the further sliding cams have pins which interact with the respectively assigned slides in such a way that the further sliding cams are shifted in accordance with the movement of the sliding cam firmly connected to the coupling rod.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a sliding cam system of the type mentioned at the outset, by means of which installation space can be saved and that can be achieved with low production and cost outlay.
  • the invention is also based on the object of specifying a motor with such a sliding cam system.
  • this object is achieved with a view to
  • the task is made concrete by a sliding cam system for one
  • Internal combustion engine with at least one camshaft comprising a
  • Support shaft released with at least two sliding cam elements.
  • Sliding cam elements each comprise a shift gate with at least one switching groove, the sliding cam elements being axially displaceable to the carrier shaft by at least one actuator pin.
  • At least one adjusting element is arranged on the carrier shaft, the
  • Adjusting element is axially displaceable in the direction of the longitudinal axis of the carrier shaft.
  • the adjusting element is axially displaceable along the longitudinal axis of the carrier shaft.
  • the adjustment element has at least two coupling pins, a first coupling pin in the area of the first
  • Sliding cam element is arranged and a second coupling pin is arranged in the region of the second sliding cam element.
  • the coupling pins each cooperate with a shift gate of the associated sliding cam element in such a way that the adjusting element causes a movement of the first sliding cam element initiated by the actuator pin to the second
  • Sliding cam element is transferable.
  • the sliding cam system according to the invention allows the transmission of an axial movement of a conventionally switched sliding cam element to at least one further sliding cam element.
  • Actuator in particular by an actuator pin, is initiated.
  • the actuator pin engages in a first shift groove in the shift gate of the first
  • the actuator pin is not movable in the axial direction of the support shaft.
  • the actuator pin is guided in sections in the switching groove and delimited by at least one flank of the switching groove.
  • the sliding cam element can be displaced in an axial direction through the course of the switching groove.
  • the actuator pin is only arranged in the switching groove during the shifting process.
  • the first coupling pin engages in a second switching groove.
  • the first coupling pin is permanently arranged in the second switching groove.
  • the first coupling pin interacts with the second switching groove in such a way that the axial movement of the
  • Sliding cam element is transferred to the adjusting element.
  • the movement is transmitted offset in time due to the angular offset of the actuator pin to the adjusting element.
  • the first sliding cam element comprises an annular groove in which the first coupling pin engages permanently and thus enables the adjustment element to be displaced at the same time.
  • the second coupling pin is on the adjusting element in the axial direction
  • Carrier wave arranged offset from the first coupling pin.
  • Coupling pin interacts with a second sliding cam element.
  • the second coupling pin engages in a switching groove in the switching gate of the second sliding cam element.
  • the second coupling pin is arranged on a flank of the switching groove of the second sliding cam element.
  • Adjusting element comprises several coupling pins, which with further
  • the advantage of the sliding cam system according to the invention is that the adjusting element has a simple and space-saving structure. Since the coupling pins of the adjusting element in the scenes of the sliding cam elements intervene, the adjusting element can be arranged closer to the support shaft, whereby less space is required by the camshaft.
  • the adjusting element is arranged parallel to a longitudinal axis of the carrier shaft. Movement in the axial direction of the carrier shaft is thereby easy
  • the adjusting element is arranged on a rail for this purpose.
  • the adjusting element comprises at least one receiving element and the carrier shaft at least one
  • Locking element which interact with one another during operation in such a way that the adjusting element is locked between two changes in position.
  • Sliding cam element does not carry out any undesired movements, for example triggered by shocks or vibrations.
  • the locking element forms an abutment for the receiving element, so that the locking element is at least partially acted upon by the forces acting during the change in position of the at least second sliding cam element.
  • a circular disk is on the carrier shaft and on the
  • the circular disk is arranged between the extensions during operation.
  • the extensions limit the circular disk in the axial direction.
  • the circular disk forms an abutment for the extensions of the
  • Adjustment element In other words, the adjusting element is supported by an extension against the circular disk.
  • the circular disk absorbs the switching forces of the second sliding cam element.
  • the circular disk includes a
  • the adjusting element advantageously comprises a spring-ball locking mechanism.
  • the adjusting element is also secured axially. An axial movement of the adjusting element in the area of the recess of the circular disk is only possible possible if the axial movement is initiated by the first sliding cam element.
  • the at least one actuator pin and the at least two coupling pins are offset in a circumferential direction of the carrier shaft, in particular offset by 90 ° in a circumferential direction of the carrier shaft. More precisely, the actuator pin and the coupling pin are offset from one another in the circumferential direction. This is an offset switching of the
  • the shift gate of the first sliding cam element particularly preferably comprises a first shift groove and at least one second shift groove, the first shift groove being provided for receiving the at least one actuator pin and the second switching groove being provided for receiving the first coupling pin.
  • the first switching groove and the second switching groove also particularly preferably have the same angle of rotation, the radius of the first switching groove being greater than the radius of the second switching groove. This is an offset switching of the
  • Sliding cam element have at least in sections a V-shaped profile. By changing the groove width in the axial direction of the carrier shaft, a stepless displacement of the sliding cam element can be implemented.
  • Other shapes, for example S-shaped, are conceivable.
  • Sliding cam element at least in sections a Y-shaped profile. This makes it possible for the first sliding cam element to have a second
  • the second switching groove for the first coupling pin is particularly preferably arranged at least in sections in the center of the Y-shaped first switching groove. This enables the second sliding cam element to be shifted directly.
  • the second switching groove is also advantageously designed as a circumferentially extending groove with a constant radius, in which the first coupling pin is permanently arranged such that an axial displacement of the first sliding cam element can be transmitted directly to the adjusting element. More precisely, it is thus possible that a time-shifted or phase-shifted axial movement of the at least second sliding cam element is dependent only on the shift gate of the at least second sliding cam element.
  • the first switching groove of the first sliding cam element has areas with different radii, each of which is an area of the first sliding cam element, in particular one
  • the shift gate of the second sliding cam element has a V-shaped profile at least in sections.
  • the V-shaped profile is easy to implement, for example by milling.
  • the carrier shaft advantageously comprises at least a third, in particular at least a fourth, sliding cam element. This is how it is
  • Sliding cam system can be used in larger internal combustion engines. It is conceivable that the sliding cam system comprises several camshafts.
  • the sliding cam elements are designed as double sliding cam elements, each of the
  • Double slide cam is designed to control valves of two cylinders.
  • Valve cams in particular cam sections with one or more cam contours, from a single cylinder and also valve cams, in particular cam sections with one or more cam contours, can be mounted on the respective sliding cam elements several cam contours, be arranged by several adjacent cylinders.
  • the valve cams of the respective sliding cam element can be mounted on the respective sliding cam elements several cam contours, be arranged by several adjacent cylinders.
  • double slide cam elements can be used that include valve cams of two adjacent cylinders.
  • the double sliding cam elements can be designed to actuate valves of two adjacent, in particular separate, cylinders.
  • the camshaft can have exactly two double sliding cam elements, each double sliding cam element controlling at least one valve of two adjacent cylinders during operation.
  • Such camshafts can be used in four-cylinder variants of internal combustion engines.
  • the slide cam elements can be configured to control at least one valve from a single cylinder.
  • the camshaft can have exactly three sliding cam elements. Such camshafts can be used in three-cylinder variants of internal combustion engines.
  • valve cams for associated intake valves and / or associated exhaust valves can be arranged.
  • Double sliding cam elements can be used for internal combustion engines with only one camshaft.
  • This camshaft can be used in internal combustion engines, for example, as a single overhead camshaft (SOHC) arranged at the top.
  • SOHC overhead camshaft
  • the switching grooves of the first and second sliding cam elements are arranged offset from one another at an angle of rotation such that the second sliding cam element can be displaced with a time offset to the first sliding cam element along a longitudinal direction of the support shaft.
  • the time-shifted displacement of the sliding cam element enables a time-shifted activation and / or deactivation of the valves of a cylinder of an internal combustion engine.
  • the second and the third sliding cam element each have a V-shaped profile, at least in sections, the V-shaped profiles each having a constant radius.
  • V-shaped profiles with a constant radius are advantageous because no entry or ejection path in the second and third sliding cam elements are necessary.
  • the switching grooves of the first, second and third sliding cam elements are offset from one another at an angle of rotation such that the second and third sliding cam elements can each be displaced with a time offset relative to the first sliding cam element along a longitudinal direction of the carrier shaft.
  • valves of a cylinder in particular a plurality of cylinders, to be activated and / or deactivated at different times.
  • the sliding cam elements each have at least one cam section for controlling a valve of a cylinder, with at least one lifting cam contour for actuating the valve being formed in the cam section.
  • the sliding cam elements preferably each have at least two cam sections for controlling valves of only one cylinder, with at least one lifting cam contour for actuating the respective valve being formed in the cam sections.
  • the sliding cam elements can only switch valves of one cylinder.
  • the cam sections of the sliding cam elements are thus assigned to only one cylinder.
  • Cam section have several cam contours, preferably with different strokes, so that actuation of the associated valve in several switching stages, i. is possible with different strokes.
  • the sliding cam elements in particular double sliding cam elements, each have at least two
  • Cam sections for controlling valves of two adjacent cylinders At least one lifting cam contour for actuating the valve of one of the two adjacent cylinders is formed in each of the two cam sections.
  • the sliding cam elements preferably have, in particular
  • Double slide cam elements each having at least four cam sections for controlling valves of two adjacent cylinders, wherein in the
  • Cam sections at least one lifting cam contour is formed for actuating the respective valve. In other words, they can
  • Sliding cam elements in particular double sliding cam elements, are each assigned to two cylinders.
  • Cam section allows that can have several cam contours, preferably with different strokes. This enables actuation of the respective associated valves in several switching stages, i.e. is possible with different strokes.
  • the respective cam section is used to control an associated valve of a cylinder.
  • the associated valve can be actuated by the cam portion, i. a stroke can be transferred to this, or the associated valve is not actuated and the cylinder is therefore switched off.
  • the respective cam section preferably has at least two
  • Lifting cam contours in particular at least three lifting cam contours, for actuating the valve, the lifting cam contours each comprising different strokes.
  • the associated valve can be operated in two switching stages.
  • the respective cam section can have at least three lift cam contours with different lifts. This means that the associated valve can be operated in a total of three switching stages.
  • the sliding cam element is axially displaced, the associated valve can thus be acted upon with three different strokes.
  • Internal combustion engine For example, this allows you to switch between different operating modes of the internal combustion engine, for example full load operation, partial load operation.
  • the cam section additionally has at least one zero lift cam contour for switching off the cylinder assigned to the valve, the zero lift cam contour adjoining a lift cam contour.
  • the cam section can have a lifting cam contour and an adjacent one
  • the sliding cam element can be switched between the lifting cam contour or the zero lift cam contour. This corresponds to a two-stage control of the valve.
  • the cam portion can be two
  • the sliding cam element can be switched between the two lift cam contours or between one of the two lift contours and the zero lift cam contour. This corresponds to a three-stage control of the valve. Further combinations of several lift cam contours and at least one zero lift cam contour are possible.
  • the lifting cam contour corresponds to a contour which causes the associated valve to lift during operation.
  • the lifting cam contour is part of a lifting cam.
  • the zero-lift cam contour does not cause the associated valve to lift.
  • the zero-lift cam contour is part of a zero-lift cam.
  • the zero-lift cam contour is preferably circular, in particular cylindrical.
  • the zero-lift cam contour is used advantageously for cylinder deactivation.
  • At least one multiple actuator with at least two actuator pins, in particular at least three actuator pins is provided, by means of which the sliding cam elements can be brought into at least two, in particular three, axial positions in order to achieve different switching positions, in particular for two-stage, three-stage or multi-stage control to allow for the valves. Due to the two actuator pins of the multiple actuator, the sliding cam elements coupled to one another by the adjusting element can be shifted between a total of two axial positions. At this
  • Execution has the at least one cam section of the respective
  • Sliding cam element preferably has a lifting cam contour and a
  • the sliding cam elements coupled to one another by the adjusting element can be shifted between a total of three axial positions.
  • the at least one cam section of the respective sliding cam element preferably has two lifting cam contours with different strokes and one
  • first sliding cam element and the multiple actuator are arranged in a first axial region of the carrier shaft and the second and / or third sliding cam element is / are arranged in a second axial region of the carrier shaft adjoining the first axial region.
  • first sliding cam element and the multiple actuator are arranged in the longitudinal direction of the carrier shaft between the second and the third sliding cam element, in particular centrally, and the second and / or third sliding cam element is / are arranged in a second axial region of the carrier shaft adjoining the first axial region . Due to the different arrangement of the sliding cam elements and the
  • the sliding cam system is variably adaptable to the existing installation space situation and the tolerance position.
  • the locking element has, at least in sections, a circular disk or an annular disk, the locking element between the first and the second
  • Sliding cam element is arranged.
  • the locking element can be arranged between an axial end of the support shaft and one of the sliding cam elements.
  • the axis end is the longitudinal end of the carrier shaft.
  • the camshaft is designed with two double sliding cam elements
  • the locking element can be arranged between the two double cam elements or between an axle end or longitudinal end of the support shaft and one the double cam elements be arranged.
  • a design of the camshaft with more than two double sliding cam elements is possible.
  • Carrier wave is suitable.
  • the locking element is formed integrally with the carrier shaft.
  • the locking element is preferably formed by at least one recess in the carrier shaft.
  • the recess can be formed by at least two circumferential grooves and at least one longitudinal passage connecting the grooves.
  • the grooves can be designed to run radially around the carrier shaft.
  • the receiving element is arranged in one of the two grooves, at least partially depending on the axial position of the sliding cam elements. If the axial position of the sliding cam elements and thus of the adjusting element is changed during a shifting operation, the receiving element passes through the longitudinal passage and changes from the first to the second circumferential groove. That supports itself
  • This configuration of the recess is used in a two-stage control of the valves, in particular by means of two contours of the respective cam sections.
  • the recess can be formed by a total of three circumferential grooves and two longitudinal passages.
  • a longitudinal passage connects two grooves so that a total of three axial positions are possible when the sliding cam elements are moved axially.
  • the power transmission from the receiving element to the carrier shaft can take place as described above.
  • the receiving element is suitable for the
  • Locking element in particular the circular disk or the annular disk
  • the integral embodiment of the locking element has the advantage that a locking element as a separate component can be omitted.
  • the locking element is replaced by the recess in the carrier shaft.
  • the structure of the sliding cam system is simplified and costs are saved.
  • At least one camshaft bearing in particular roller bearing and / or slide bearing, is provided.
  • a part of the camshaft bearing forms the locking element.
  • the carrier shaft has at least two locking elements. Furthermore, the receiving element forms the
  • Adjusting element preferably at least one extension which cooperates with one or both locking elements during operation, so that at least one of the two locking elements at least partially with the one
  • the locking element can be arranged on one of the two locking elements or between the two locking elements, depending on the axial position of the sliding cam elements.
  • the locking elements limit the extension in the axial direction
  • the locking elements each form an abutment for the extension of the adjusting element.
  • the adjustment element is supported with an extension against one of the two locking elements.
  • the locking element takes the
  • the locking element comprises a recess which is formed on an angle of rotation of the locking element in such a way that the locking element does not collide with the extension in the event of an axial change in position of the adjusting element.
  • the carrier shaft has at least one locking element.
  • the receiving element of the adjusting element preferably forms at least two extensions which interact with the locking element during operation, so that the locking element can at least partially be acted upon by the forces acting when the second and / or third sliding cam element changes position.
  • the locking element can be arranged on one of the two extensions or between the two extensions, depending on the axial position of the sliding cam elements. The extensions limit the locking element in the axial direction.
  • the locking element forms an abutment for the extensions of the adjusting element.
  • the adjusting element is supported against the locking element with one of the two extensions or two extensions.
  • the locking element thus absorbs the switching forces of the second or third sliding cam element.
  • the locking element comprises a recess which is formed on an angle of rotation of the locking element in such a way that the locking element does not collide with any extension when the adjusting element changes axially.
  • Cylinder head in particular in a cylinder cover, a stop is formed and the adjusting element has a stop element which cooperates with the stop in the cylinder head in such a way that the axial displacement of the
  • Adjusting element is limited.
  • the receiving element is
  • Stop element the receiving element together with the stop of the cylinder head limiting the axial displacement of the adjusting element during operation.
  • the stop and receiving element form a single element. This reduces the number of components and the effort involved in
  • the adjusting element has at least one stop end in the displacement direction, which during operation interacts with a counterpart, in particular the cylinder head, in such a way that the axial displacement of the adjusting element is limited.
  • the stop end can be formed by a longitudinal end of the adjusting element.
  • the adjusting element preferably has two longitudinal ends and thus two stop ends which limit a displacement path along the longitudinal axis of the carrier shaft. To can the longitudinal ends with stop areas of the cylinder head cover
  • This also has the advantage that the starting point and the end point of the axial displacement of the adjusting element are fixed. Furthermore, components are reduced as a result, since the longitudinal ends of the adjusting element limit the axial displacement path instead of a separate stop element.
  • the locking element is arranged non-rotatably on the support shaft and is displaceable along a longitudinal direction of the support shaft, the locking element in the cylinder head, in particular in the
  • Cylinder head cover is axially guided.
  • the bearing can be designed in one piece or in two parts with the cylinder head.
  • a one-piece design with the cylinder head enables inexpensive and easy production. Furthermore, installation space and weight can be saved in this way.
  • the two-part design enables the use of various high-strength materials. This enables the absorption of greater forces and a reduction in wear. Furthermore, the bearing can be replaced if necessary. Furthermore, the influence of different thermal expansions can be kept small with different materials. For example, the
  • the locking element is arranged non-rotatably on the carrier shaft and is fixed in the longitudinal direction of the carrier shaft.
  • the locking element which is arranged non-rotatably on the support shaft and fixed in the longitudinal direction, is advantageous with regard to the manufacturing tolerances, since almost all axial positions are predetermined by the camshaft. Furthermore, the thermal expansion in this way only has an influence on the groove width of the Primary cam. The play in the shift gate, the cam widths and thus the displacement can be kept small, which makes the dynamic
  • the spring-ball locking of the adjusting element can preferably have the function of the stop.
  • the adjusting element is furthermore preferably arranged offset at an angle of rotation to the at least one actuator pin.
  • the second switching groove is arranged at an axial end of the first sliding cam element next to the first switching groove, or the second switching groove is arranged between two axial ends of the first
  • Sliding cam element is arranged, the second switching groove in the
  • the first switching groove is the first
  • Sliding cam element at least partially Y-shaped or at least partially S-shaped.
  • the invention relates to a
  • Camshaft comprising a support shaft with at least two
  • Double sliding cam elements which are each designed to control valves of two cylinders, the double sliding cam elements each having a switching gate with at least one switching groove and at least one
  • cam section with at least one wing cam contour.
  • Double slide cam elements are axial to the at least one actuator pin Slidable carrier shaft. Furthermore, at least one adjusting element is arranged parallel to a longitudinal axis of the carrier shaft, which is axially displaceable in the direction of the longitudinal axis of the carrier shaft.
  • the adjusting element has at least two coupling pins, a first coupling pin 17a 'being arranged in the area of the first double sliding cam element and a second coupling pin being arranged in the area of the second double sliding cam element.
  • the coupling pins each interact with a shift gate of the respective associated double sliding cam element in such a way that a movement of the first double sliding cam element initiated by the actuator pin can be transmitted to the second double sliding cam element by the adjusting element.
  • a motor with at least one such sliding cam system is also disclosed and claimed. It is possible for the motor to have several, in particular at least two, according to the invention
  • the engine can have six cylinders in an in-line arrangement.
  • the engine can have six cylinders in an in-line arrangement.
  • the engine can have two of the above
  • the two sliding cam systems of the six-cylinder engine can have a common support shaft on which the sliding cam elements of the two sliding cam systems are arranged so as to be axially displaceable.
  • at least two actuators, in particular, are preferably used for the axial adjustment of the sliding cam elements
  • actuators are used, preferably one actuator in each case
  • Fig. 1 is a perspective view of an inventive
  • Fig. 2 is a further perspective view of an inventive
  • FIG. 3 shows a side view of an exemplary embodiment of a sliding cam system according to the invention
  • Fig. 5 is a perspective view of another according to the invention.
  • FIG. 6 shows a side view of an exemplary embodiment according to the invention of a sliding cam system in a cylinder head
  • FIG. 7 shows a further side view of the sliding cam system according to FIG. 6;
  • Fig. 8 is a side view of another according to the invention.
  • FIG. 9 shows a further side view of the sliding cam system according to FIG. 8.
  • FIG. 10 shows a side view of an exemplary embodiment according to the invention of a sliding cam system in a cylinder head
  • FIG. 12 shows a side view of the sliding cam system according to FIG. 11;
  • Fig. 13 is a perspective view of another according to the invention.
  • Embodiment of a sliding cam system shows a side view of the sliding cam system according to FIG. 13;
  • Fig. 15 is a perspective view of another according to the invention.
  • FIG. 16 is a side view of the sliding cam system according to FIG. 15;
  • FIG. 17 shows a schematic representation of a carrier wave of a further exemplary embodiment according to the invention
  • FIG. 18 shows a schematic illustration of a carrier shaft with a locking element and an adjusting element of a further exemplary embodiment of a sliding cam system according to the invention.
  • the sliding cam system comprises a carrier shaft 11.
  • a first and a second sliding cam element 12a, 12b are arranged on the carrier shaft 11 so as to be axially movable with respect to a longitudinal axis of the carrier shaft 11. It is conceivable that more than two sliding cam elements are arranged on the carrier shaft 11.
  • the carrier shaft 11 comprises three roller bearings 20. One roller bearing 20 is arranged at each of the axial ends of the carrier shaft 11 and another roller bearing 20 is arranged between the sliding cam elements 12a, 12b.
  • the roller bearings 20 are locked by retaining rings 21.
  • the number of roller bearings 20 and retaining rings 21 and the positions of the bearing points are variable.
  • the shift gate 13 of the first sliding cam element 12a comprises a first and a second shift groove 14a, 14b.
  • the switching grooves 14a, 14b are at least partially V-shaped. In other words, is the width of the two
  • Switching grooves 14a, 14b not constant.
  • the width is to be understood as the distance between the flanks of the switching grooves 14a, 14b in the axial direction from the carrier shaft 11.
  • the flanks of the switching grooves 14a, 14b approach in the V-shaped section
  • the two switching grooves 14a, 14b are arranged at the same angle of rotation.
  • the first switching groove 14a has a larger radius than the second switching groove 14b.
  • radius is to be understood as the amount of the distance between the groove base surface of the first or second switching groove 14a, 14b from the central longitudinal axis of the carrier shaft 11.
  • the outer diameter of the shift gate 13 and the radius of the groove base area thus determine the groove depth.
  • the first switching groove 14a includes a step.
  • the first switching groove 14a is designed as a projection or a shoulder.
  • the first switching groove 14a has a varying radius. I.e. the first switching groove 14a has sections with a larger radius and a smaller radius. The radius is changed continuously.
  • the areas are each assigned to an entry area, an exit area or a displacement area.
  • the second switching groove 14b has a constant radius.
  • the width of the second switching groove 14b is smaller than the width of the first switching groove 14a.
  • the actuator pins 15 are arranged on the carrier shaft 11.
  • the actuator pins 15 are essentially only in one direction orthogonal to
  • the central longitudinal axis of the carrier shaft 11 is movable.
  • the actuator pins 15 are assigned to the first switching groove 14a. I.e. the actuator pins only interact with the first switching groove 14a.
  • the actuator pins 15 are spaced apart from one another in the axial direction of the carrier shaft 11. As a result, depending on the position of the first sliding cam element, one of the two actuator pins 15 can be inserted into the first switching groove 14a. By introducing the actuator pins 15, an axial movement of the first sliding cam element 14a can be initiated.
  • an actuator pin 15 is inserted into the first switching groove 14a.
  • the inserted actuator pin 15 interacts with a flank of the first switching groove 14a. More precisely, the
  • actuator pin 15 a flank of the first switching groove 14a with a force directed against the flank. This results in the axial displacement of the first sliding cam element 12a. The direction of the displacement thus depends on the edge with which the inserted actuator pin 15 interacts.
  • An actuator pin 15 is assigned to each flank of the first switching groove 14a.
  • An adjusting element 16 is arranged parallel to the carrier shaft 11.
  • Adjusting element 16 is axially movable.
  • the adjusting element is offset by 90 ° in relation to the actuator pins 15.
  • the adjusting element 16 comprises a first and a second coupling pin 17a, 17b and a receiving element 18.
  • the first and the second coupling pin 17a, 17b are each arranged at an axial end of the adjusting element 16.
  • the receiving element 18 comprises three extensions and is arranged between the axial ends of the adjusting element 16.
  • the coupling pins 17a, 17b and the receiving element 18 extend orthogonally to the central longitudinal axis of the
  • the first coupling pin 17a is the second switching groove 14b of the first
  • the first and second coupling pins 17a, 17b are essentially rotatably arranged on the adjustment element 16.
  • the first coupling pin 17a is permanently in engagement with the second switching groove 14b of the first sliding cam element 12a.
  • the first coupling pin 17a is acted upon by a flank of the second switching groove 14b with a force.
  • the adjusting element 16 is displaced in the effective direction of the force. Since the adjustment element 16 and thus the coupling pins 17a, 17b are offset from one another by 90 ° in the circumferential direction and the first and second switching grooves 14a, 14b are arranged at the same angle of rotation, the adjustment element 16 is shifted accordingly in time.
  • the second coupling pin 17b is arranged in the area of the second sliding cam element 12b.
  • the second sliding cam element 12b comprises a switching groove 14.
  • the switching groove 14 has a V-shaped section.
  • the second coupling pin 17b is permanently in engagement with the switching groove 14.
  • the switching groove 14 of the second sliding cam element 12b is arranged in such a way that switching of the second sliding cam element 12a is offset in time to the first sliding cam element 12a
  • Sliding cam element 12b can be realized.
  • the second coupling pin 17b is moved axially in the switching groove 14. More precisely, the second coupling pin 17b is moved to one of the flanks of the switching groove 14.
  • the second coupling pin 17b cooperates essentially in the same way with the switching groove 14 as that Actuator pins 15 with the first switching groove 14a of the first sliding cam element 12a.
  • the carrier shaft 11 comprises a locking element 19 in the form of a circular disk.
  • the locking element 19 is arranged between the first and the second sliding cam element 12a, 12b.
  • the locking element 19 is axially limited by the receiving element 18.
  • Locking element 19 has a support function.
  • the locking element 19 forms an abutment for the receiving element 18.
  • the locking element 19 absorbs the forces during the switching process and thus enables the adjustment element 16 to be fixed. Furthermore, it prevents the interaction of the
  • the receiving element 18 comprises two receptacles for the locking element 19.
  • the locking element 19 comprises a recess. This enables the adjustment element to be moved through the circular disk.
  • the recess is in the area of the
  • the recess is like this in the
  • Adjusting element 16 additionally comprises a spring-ball lock (not shown).
  • the sliding cam system essentially corresponds to the sliding cam system according to FIGS. 1 to 4.
  • the illustrated sliding cam system comprises a third sliding cam element 12c and the first sliding cam element 12a has a different shape
  • the carrier shaft 11 comprises roller bearings 20 and retaining rings 21.
  • the roller bearings 20 and retaining rings 21 are at the axial ends of the Support shaft 11 and arranged between the sliding cam elements 12a, 12b, 12c.
  • the adjusting element 16 is arranged parallel to the carrier shaft 11.
  • Adjusting element 16 is guided in a rail and by 45 ° to 60 ° in
  • the adjusting element 16 comprises a third coupling pin 17c, which is arranged in the area of the third sliding cam element 12c.
  • An actuator 23 with the actuator pins 15 is arranged in the area of the first sliding cam element 12a.
  • the first sliding cam element 12a has a Y-shaped first switching groove 14a.
  • the second switching groove 14b is designed as a groove extending over the entire circumference of the first sliding cam element 12a, in particular as an annular groove.
  • the radius of the second switching groove 14b is smaller than the radius of the first switching groove 14a.
  • the first and second switching grooves 14a, 14b thus have different angles of rotation.
  • the first coupling pin 17a is as described above
  • Embodiment permanently engaged with the second switching groove 14b.
  • the continuous second switching groove 14b enables the adjusting element 16 to be shifted directly without a time offset, i.e. Adjusting element 16 and the first sliding cam element 12a move essentially simultaneously.
  • the switching grooves 14 of the second and third sliding cam elements 12b, 12c are arranged on the outer circumferential surface in such a way that the sliding cam elements 12b, 12c can be switched with a time delay.
  • the second and third coupling pins 17b, 17c cooperate with the switching grooves 14 in a known manner, as already described for FIGS. 1 to 4.
  • a locking element 19 is arranged between the second and the third sliding cam element 12b, 12c.
  • the locking element 19 comprises a circular disk with a recess.
  • An extension is arranged on the adjusting element 16 in the area of the circular disk.
  • the circular disk forms an abutment for the extension.
  • the circular disk interacts with the extension during a shifting process in such a way that the first coupling pin is relieved during the shifting process. In other words, the extension is supported against the circular disk.
  • the recess is arranged on the angle of rotation at which the displacement of the first adjusting element 16 takes place.
  • a further embodiment of a sliding cam system is shown.
  • the sliding cam system is arranged in a cylinder head 25.
  • the sliding cam system comprises three sliding cam elements 12a, 12b, 12c.
  • the cam contours 22 enclose the switching groove 14.
  • the cam contours 22 of the sliding cam elements 12a, 12b, 12c are arranged exclusively on one side in the axial direction next to the switching groove 14. The switching groove 14 will be discussed in greater detail later.
  • the sliding cam elements 12a, 12b, 12c each have two
  • a first cam section 29a adjoins the shift gate 13 of the sliding cam element 12a, 12b, 12c.
  • a second cam section 29b is arranged at a distance from the first cam section 29a in the axial direction.
  • the cam sections 29a, 29b of the respective sliding cam element 12a, 12b, 12c are designed identically. Alternatively, it is possible for the cam sections 29a, 29b of the respective sliding cam element 12a, 12b, 12c to differ from one another.
  • Flubnockenkontur 31 a defined lift and a zero lift cam contour 32. This also applies to the cam contours 22 according to FIGS. 1 to 4.
  • the two cam contours 31, 32 are adjacent to each other in the axial direction
  • Zero lift cam contour 32 i.e. instead of the zero lift cam contour 32 have a further lift cam contour 31.
  • the three lifting cam contours 31 can have different strokes.
  • cam sections 29 By forming the cam sections 29 with two different cam sections 29 with two different cam sections 29
  • the valve of a cylinder assigned to the respective cam section 29 can have cam contours 22 in two different switching positions during operation being controlled. Specifically, during operation, a defined stroke can be transmitted to the valve by the lifting cam contour 31 and the valve can thus be actuated. In addition, the cylinder assigned to the valve can be switched off during operation by means of the zero lift cam contour 32.
  • the first sliding cam element 12a comprises the first switching groove 14a and the second switching groove 14b.
  • the first shift groove 14a has a Y-shaped shift gate 13.
  • the second switching groove 14b extends along a circumferential direction of the first slide cam member 12a.
  • the switching grooves 14 of the second and third sliding cam elements 12b, 12c are V-shaped.
  • the locking element 19 is arranged between the second and the third sliding cam element 12b, 12c.
  • the locking element 19 has a circular disk or an annular disk.
  • the locking element 19 is rotationally fixed on the
  • Carrier shaft 11 arranged.
  • the circular disk or the annular disk has a recess.
  • the recess extends along a circumferential direction of the circular disk or the annular disk.
  • the cylinder head 25 comprises an axial bearing in which the circular disk or the annular disk of the locking element 19 is guided and / or supported.
  • the adjusting element 16 is at an angle of rotation about the longitudinal axis of the
  • Carrier shaft 11 is arranged offset to actuator pins 15. To the
  • Adjusting elements 16 are arranged offset coupling pins 17a, 17b, 17c in the axial direction.
  • the first coupling pin 17a engages in the second switching groove 14b of the first sliding cam element 12a.
  • the second coupling pin 17b engages in the switching groove 14 of the second sliding cam element 12b and the third
  • Coupling pin 17c engages in switching groove 14 of third sliding cam element 12c.
  • a spring-ball locking device 24 is arranged between the first and the second coupling pin 17a, 17b. Other shapes are possible instead of the sphere.
  • the adjusting element 16 has a stop element 27.
  • the stop element 27 is designed as an extension which extends away in a direction orthogonal to a longitudinal direction of the adjusting element 16. Other shapes are possible.
  • the stop element 27 is arranged between the first coupling pin 17a and the second coupling pin 17b. That is more precise
  • Stop element 27 is arranged between the recesses or the notches for the spring-ball lock 14 and the first coupling pin 17a.
  • the receiving element 18 arranged.
  • the receiving element 18 has a single extension that extends in the direction of the camshaft 10.
  • a stop 26 is arranged in the cylinder head 25.
  • the stop 26 is designed as a recess in the cylinder head 25.
  • the stop element 27 protrudes into the recess.
  • FIG. 7 the exemplary embodiment according to FIG. 6 is shown without the cylinder head 25.
  • the axial bearing 28 for the locking element 19 can be clearly seen.
  • the axial bearing 28 is designed as a single part.
  • the axial bearing has a connecting portion connected to the cylinder head 25.
  • the axial bearing can be formed in one piece with the cylinder head 25.
  • the axial bearing 28 includes a through gap.
  • FIGS. 8 and 9 correspond to FIG.
  • the cylinder head 25 in FIGS. 8 and 9 does not have an axial bearing 28 for the locking element 19.
  • the locking element 19 is arranged on the support shaft 11 in a rotationally fixed manner and fixed in the axial direction.
  • FIG. 10 shows a combination of those shown in FIGS. 6 to 9
  • the stop 26 in FIG. 10 is not absolutely necessary. Alternatively, the stop 26 can be omitted.
  • the freedom of movement of the adjusting element 16 is then limited by the spring-ball locking mechanism 24.
  • the first switching groove 14a of the first sliding cam element 12a is used for
  • the second switching groove 14b is used to receive the first coupling pin 17a.
  • the receiving element 18 and the locking element 19 work together in such a way that the receiving element 18 moves through the recess in the circular disk.
  • the recess in the circular disk is arranged at an angle of rotation to the longitudinal axis of the support shaft 11 such that the receiving element 18 when the first sliding cam element 12a is moved from one side to the other
  • Disc changes. During the displacement of the second and / or the third sliding cam element 12b, 12c, the receiving element 18 is supported against the uninterrupted area of the circular disk.
  • the circular disk or the annular disk is the same as when moving the second and third
  • the locking element 19 with a circular disk forms an abutment for the extension of the adjusting element 16.
  • the locking element 19 enables two defined positions of the adjusting element 16.
  • the stop 26 and the stop element 27 limit the axial
  • the spring-ball locking 24 of the adjusting element 16 prevents undesired movements of the adjusting element 16. This improves operational safety. It is also possible that the spring-ball lock 24 the
  • the function of the stop 26 and the stop element 27 takes over. This is particularly advantageous if the locking element 19 is fixed on the carrier shaft in the axial direction.
  • the linear guide of the adjusting element 16 is formed in the cylinder head 25. Active lubrication of the adjusting element 16 is thus possible.
  • 11 and 12 as well as 13 and 14 show two further embodiments of a sliding cam system.
  • the sliding cam system according to FIGS. 11 to 14 essentially correspond to the sliding cam system according to FIGS. 9 and 10.
  • no extension is formed here as a stop element 27 on the adjustment element 16.
  • the adjusting element 16 can have a stop element 27, as described in FIG. 6.
  • the two sliding cam systems according to FIGS. 11 to 14 are arranged in a cylinder head 25 (not shown).
  • the respective sliding cam system comprises three sliding cam elements 12a, 12b, 12c.
  • the first sliding cam element 12a has in each case a shift gate 13 with a first shift groove 14a and a second shift groove 14b.
  • the first switching groove 14a is Y-shaped.
  • the first switching groove 14a can also have a different shape.
  • the second switching groove 14b is designed as a radially circumferential groove.
  • the second switching groove 14b is designed as an annular groove.
  • the second switching groove 14b is arranged at an axial end of the first sliding cam element 12a and adjoins the first switching groove 14a.
  • the second switching groove 14b can be arranged at a different axial position on the first sliding cam element 12a.
  • the switching grooves 14 of the second and third sliding cam elements 12b, 12c are V-shaped.
  • the sliding cam elements 12a, 12b, 12c each have two cam sections 29, in each of which three cam contours 22 are formed.
  • a first cam section 29a adjoins the shift gate 13 of the
  • a second cam section 29b is arranged at a distance from the first cam section 29a in the axial direction.
  • the Cam sections 29a, 29b of the respective sliding cam element 12a, 12b, 12c are designed identically. Alternatively, it is possible for the cam sections 29a, 29b of the respective sliding cam element 12a, 12b, 12c to differ from one another.
  • Zero lift cam contour 32 The two lift cam contours 31 are provided adjacent to one another in the axial direction.
  • the zero lift cam contour 32 adjoins one of the two lift cam contours 31 in the axial direction.
  • Zero lift cam contour 32 i.e. instead of the zero lift cam contour 32 have a further lift cam contour 31.
  • the three lifting cam contours 31 can have different strokes.
  • the valve of a cylinder assigned to the respective cam section 29 can be controlled in three different switching positions during operation. Specifically, two different strokes can be transmitted to the valve during operation by the two lifting cam contours 31 and the valve can thus be actuated. In addition, the cylinder assigned to the valve can be switched off during operation by means of the zero lift cam contour 32.
  • the sliding cam system according to FIGS. 11 and 12 has two locking elements 19 which are arranged on the support shaft 11 in a rotationally fixed manner.
  • the locking elements 19 are arranged axially between the second and third sliding cam elements 12b, 12c.
  • the locking elements 19 are each formed by a circular disk or an annular disk.
  • the respective circular disk or the annular disk has a recess. The recess extends along a circumferential direction of the circular disk or the annular disk.
  • the two locking elements 19 are axially spaced from one another.
  • the distance between the two locking elements 19 corresponds essentially to the width of a receiving element 18 of the adjusting element 16.
  • the receiving element 18 is formed by a single extension 33 which extends in the direction of the Camshaft 10 extends.
  • the extension 33 is designed such that a
  • Gap 34 can accommodate the extension 33 axially between the two locking elements 19.
  • the receiving element 18 is arranged between the second and the third coupling pin 17b, 17c.
  • the adjusting element 16 here has a total of two receiving elements 18 in the form of extensions 33.
  • the two receiving elements 18 extend in the direction of the longitudinal axis of the support shaft 11 and together form one
  • the adjusting element 16 according to FIGS. 11 to 14 is arranged offset from the actuator pins 15 at an angle of rotation about the longitudinal axis of the carrier shaft 11.
  • coupling pins 17a On the adjusting element 16, coupling pins 17a,
  • the first coupling pin 17a engages in the second switching groove 14b of the first sliding cam element 12a.
  • the second coupling pin 17b engages in the switching groove 14 of the second sliding cam element 12b and the third coupling pin 17c engages in the switching groove 14 of the third sliding cam element 12c.
  • a multiple actuator 23 which has a total of three actuator pins 15, is also arranged in the region of the first sliding cam element 12a.
  • the three actuator pins 15 make a total of three
  • Axial positions of the three sliding cam elements 12a, 12b, 12c are possible.
  • the first coupling pin 17a is, as described above, permanently engaged with the second switching groove 14b.
  • the continuously circumferential second switching groove 14b enables the adjusting element 16 to be shifted directly without a time offset, i.e. Adjusting element 16 and the first sliding cam element 12a move essentially simultaneously.
  • first sliding cam element 12a and the adjusting element 16 are of a first
  • the second and third sliding cam elements 12b, 12c are axially offset by the coupling pins 17a, 17b.
  • the extension 33 is in the second axial position 36b between the two locking elements 19.
  • Locking element 19 transmits. In the second axial position 36b, the locking element 19 is located in a region of the outer circumference between the two extensions 33.
  • the first sliding cam element 12a with the adjusting element 16 is attached to a third,
  • the extension 33 changes from the space 34 between the two locking elements 19 axially outward and cooperates with the second locking element 19 to transmit the adjustment forces.
  • the extension 33 is located on the third
  • the second extension 33 changes axially from the intermediate space 34 between the two locking elements 19 to the outside and interacts with the second locking element 19 to transmit the adjustment forces.
  • the extension 33 is located on the third
  • Locking element 19 is transmitted.
  • the second extension 33 is located on the further outside of the locking element 19.
  • a spring-ball lock 24 is arranged between the first and the second coupling pin 17a, 17b in order to releasably fix the adjusting element 16 in the longitudinal direction at the axial positions 36a, 36b, 36c.
  • Other shapes are possible instead of the sphere.
  • a three-stage control of a valve requires a total of three cam contours, in particular flub cam contours 31, zero lift cam contours 32, and a multiple actuator 23 with at least three actuator pins 15 in the sliding cam systems according to the invention.
  • Sliding cam elements for controlling valves of only one cylinder two double sliding cam elements, which are designed to control valves of two cylinders.
  • the sliding cam system according to FIGS. 15 and 16 is also arranged in a cylinder head 25 (not shown).
  • the first of the two double sliding cam elements 12a ', 12b' each has a switching gate 13 with a first switching groove 14a and a second switching groove 14b.
  • the design of the shift gate 13 and the shift grooves 14a, 14b are designed and arranged as described in FIGS. 11 to 14.
  • the switching groove 14 of the second double slide cam element 12b ' is V-shaped.
  • the double slide cam elements 12a ', 12b' each have four
  • Two cam sections 29 are arranged in the longitudinal direction on one axial side of the shift gate 13. In other words it is
  • Shift gate 13 arranged axially between two pairs of the cam sections 29 while the two first cam sections 29a of the pairs adjoin the
  • Shift gate 13 of the double sliding cam element 12a ', 12b' is arranged at a distance in the axial direction from the first cam section 29a of the same pair.
  • Cam sections 29a, 29b of the respective double sliding cam element 12a ', 12b' are designed identically. Alternatively, it is possible that the
  • Cam sections 29a, 29b of the respective double slide cam element 12a ', 12b' differ from one another.
  • the total of two cam contours 22 per cam section 29 form two lifting cam contours 31 with different strokes.
  • the lifting cam contours 31 are provided adjacent to one another in the axial direction.
  • the valve of a cylinder assigned to the respective cam section 29 can be controlled in two different switching positions during operation. Specifically, during operation, the lifting cam contours 31 can transfer two different strokes to the valve and thus actuate the valve.
  • Double sliding cam elements 12a ', 12b' have a total of three cam contours 22, so that a three-stage control of a valve of a cylinder is made possible.
  • the displacement process of the double sliding cam elements 12a ', 12b' takes place as described in FIGS. 1 to 4.
  • FIGS. 15 and 16 only the actuator with the two actuator pins 15 is not shown.
  • the configuration of the adjusting element 16 and the locking element 19 corresponds to that in FIG.
  • FIGS. 13 and 14 described. These only differ in the number of possible axial positions. According to FIGS. 15 and 16, only two axial positions are possible for the axial displacement of the double sliding cam elements 12a ', 12b'. Furthermore, in contrast to FIGS. 13 and 14, there are no two
  • Receiving elements 19 or extensions 33 are provided, but only a single extension 33.
  • the extension 33 transmits the adjusting forces of the second double sliding cam element 12b ′ to the locking element 19.
  • the locking element 19 is as in FIGS. 11 to 14
  • a support shaft 11 of a further exemplary embodiment of a sliding cam system is shown.
  • the locking element 19 is formed integrally with the support shaft 11.
  • the locking element 19 is formed by a recess 37 in the support shaft 11.
  • the recess 37 can be formed by milling and / or turning.
  • the recess 37 is formed by two circumferential grooves 38 and a longitudinal passage 39 connecting the grooves 38.
  • the grooves 38 are formed in the support shaft 11 in a radially circumferential manner.
  • the receiving element 18 is dependent on the respective axial position 36a, 36b of the sliding cam element 12a, 12b or
  • Double sliding cam element 12a ', 12b' partially arranged in one of the two grooves 38. If the axial position 36a, 36b, and thus the adjusting element 16, is changed during a shifting process, this is done
  • Receiving element 18 the longitudinal passage 39 and changes from the first to the second circumferential groove 36a, 36b.
  • the receiving element 18 is supported against the groove walls in order to transmit the forces that occur during the axial displacement to the carrier shaft 11.
  • This configuration of the recess 37 is used in a two-stage control of the valves, in particular by means of two contours of the respective cam sections 29.
  • the locking element 19 as a recess 37 of the support shaft 11 can be used in the sliding cam systems according to FIGS. 1 to 4 and / or FIGS. 15 and 16.
  • the recess 37 can be formed by a total of three circumferential grooves 38 and two longitudinal passages 39.
  • a longitudinal passage 39 connects two grooves 38, so that when the sliding cam elements 12a, 12b or
  • Double sliding cam elements 12a ', 12b' a total of three axial positions 36a
  • Fig. 18 shows a schematic representation of part of another
  • FIG. 18 shows an adjusting element 16 with a receiving element 18, which is designed as an extension 33.
  • the extension 33 is also designed as described in FIGS. 11 to 14.
  • the receiving element 18 is not only used for power transmission or for
  • each stop areas 41 are provided against which the adjusting element 16 strikes in the direction of displacement to limit the axial displacement path.
  • the adjusting element 16 has two stop ends 42, which form the longitudinal ends of the adjusting element 16, which, during operation, are attached to the respective
  • Hit stop area 41 Further alternatives for limiting the axial displacement path are possible.
  • Stop element 27, as described in FIG. 7, have. This applies not only to the design of the stop element 27, but also to the type of

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle (10) umfassend eine Trägerwelle (11) mit wenigstens zwei Schiebenockenelementen (12a, 12b), die jeweils eine Schaltkulisse (13) mit wenigstens einer Schaltnut (14) umfassen, wobei die Schiebenockenelemente (12a, 12b) durch wenigstens einen Aktuator-Pin (15) axial zur Trägerwelle (11) verschiebbar sind und wenigstens ein Verstellelement (16) parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle (11) angeordnet ist, wobei das Verstellelement (16) in Richtung der Längsachse der Trägerwelle (11) axial verschiebbar ist. Das Schiebenockensystem zeichnet sich dadurch aus, dass das Verstellelement (16) wenigstens zwei Kopplungs-Pins (17a, 17b) aufweist, wobei ein erster Kopplungs-Pin (17a) im Bereich des ersten Schiebenockenelements (12a) angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin (17b) im Bereich des zweiten Schiebenockenelements (12b) angeordnet ist und die Kopplungs-Pins (17a, 17b) jeweils mit einer Schaltkulisse (13) des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements (12a, 12b) Zusammenwirken derart, dass durch das Verstellelement (16) eine durch den Aktuator-Pin (15) eingeleitete Bewegung des ersten Schiebenockenelements (12a) auf das zweite Schiebenockenelement (12b) übertragbar ist.

Description

Schiebenockensystem und Motor
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Schiebenockensystem nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Motor mit einem solchen
Schiebenockensystem.
Ein Schiebenockensystem oben genannter Art ist beispielsweise aus DE 10 2011 054 218 Al bekannt.
Bei dem bekannten Schiebenockensystem ist eine drehbar gelagerte Nockenwelle vorgesehen. Die Nockenwelle umfasst mehrere Schiebenocken. Die
Schiebenocken sind axial beweglich. Die axiale Bewegung der Schiebenocken wird durch einen Aktuator eingeleitet.
Dazu ist eine Kopplungsstange über eine Schaltgabel fest mit einem
Schiebenocken verbunden, der durch den Aktuator unmittelbar axial bewegt wird. Bei einer axialen Bewegung des Schiebenockens bewegt sich die Kopplungsstange mit dem Schiebenocken.
Die Kopplungsstange umfasst Kulissen. Die Kulissen sind fest mit der
Kopplungsstange verbunden. Die Kulissen sind jeweils einem weiteren
Schiebenocken zugeordnet. Die weiteren Schiebenocken weisen Stifte auf, die mit den jeweils zugeordneten Kulissen derart Zusammenwirken, dass die weiteren Schiebenocken entsprechend der Bewegung des mit der Kopplungsstange fest verbundenen Schiebenockens verschoben werden.
Das vorhergehend beschriebene Schiebenockensystem weist folgende Nachteile auf.
Bei der Konstruktion und Fertigung von Motoren ist es notwendig, dass der vorhandene Bauraum effizient genutzt wird. Die Kopplungsstange mit Kulissen benötigt konstruktionsbedingt viel Platz. Ferner ist der Fertigungs- und der Kostenaufwand, den eine solche Kopplungsstange verursacht, vergleichsweise hoch.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Schiebenockensystem der eingangs genannten Art anzugeben, durch das Bauraum eingespart werden kann und das mit einem geringen Produktions- und Kostenaufwand realisierbar ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde einen Motor mit einem solchen Schiebenockensystem anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Blick auf
- das Schiebenockensystem durch den Gegenstand des Anspruchs 1 oder den Gegenstand des Anspruchs 40 und
- den Motor durch den Gegenstand des Anspruchs 41
gelöst.
Konkret wird die Aufgabe durch ein Schiebenockensystem für eine
Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle umfassend eine
Trägerwelle mit wenigstens zwei Schiebenockenelementen gelöst. Die
Schiebenockenelemente umfassen jeweils eine Schaltkulisse mit wenigstens einer Schaltnut, wobei die Schiebenockenelemente durch wenigstens einen Aktuator-Pin axial zur Trägerwelle verschiebbar sind. Parallel zu einer Längsachse der
Trägerwelle ist wenigstens ein Verstellelement angeordnet, wobei das
Verstellelement in Richtung der Längsachse der Trägerwelle axial verschiebbar ist. Mit anderen Worten ist das Verstellelement entlang der Längsachse der Trägerwelle axial verschiebbar. Das Verstellelement weist wenigstens zwei Kopplungs-Pins auf, wobei ein erster Kopplungs-Pin im Bereich des ersten
Schiebenockenelements angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin im Bereich des zweiten Schiebenockenelements angeordnet ist. Die Kopplungs-Pins wirken jeweils mit einer Schaltkulisse des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements zusammen derart, dass durch das Verstellelement eine durch den Aktuator-Pin eingeleitete Bewegung des ersten Schiebenockenelements auf das zweite
Schiebenockenelement übertragbar ist.
Das erfindungsgemäße Schiebenockensystem erlaubt das Übertragen einer axialen Bewegung eines konventionell geschalteten Schiebenockenelements auf wenigstens ein weiteres Schiebenockenelement.
Konventionell geschaltet bedeutet, dass die axiale Bewegung durch einen
Aktuator, insbesondere durch einen Aktuator-Pin, eingeleitet wird. Der Aktuator-Pin greift, um das erste Schiebenockenelement in eine axiale Richtung zu bewegen, in eine erste Schaltnut der Schaltkulisse des ersten
Schiebenockenelements ein. Der Aktuator-Pin ist nicht in die axiale Richtung der Trägerwelle beweglich. Der Aktuator-Pin ist abschnittsweise in der Schaltnut geführt und von wenigstens einer Flanke der Schaltnut begrenzt. Durch den Verlauf der Schaltnut ist das Schiebenockenelement in eine axiale Richtung verschiebbar. Der Aktuator-Pin ist nur während dem Verschiebevorgang in der Schaltnut angeordnet.
Der erste Kopplungs-Pin greift in eine zweite Schaltnut ein. Der erste Kopplungs- Pin ist dauerhaft in der zweiten Schaltnut angeordnet. Bei einer Verschiebung des ersten Schiebenockenelements wirkt der erste Kopplungs-Pin derart mit der zweiten Schaltnut zusammen, dass die axiale Bewegung des
Schiebenockenelements auf das Verstellelement übertragen wird.
Bei einer möglichen Ausführungsform erfolgt die Übertragung der Bewegung durch den Winkelversatz des Aktuator-Pins zu dem Verstellelement zeitlich versetzt. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst das erste Schiebenockenelement eine Ringnut, in die der erste Kopplungs-Pin dauerhaft eingreift und so ein zeitlich gleichzeitiges Verschieben des Verstellelements ermöglicht.
Der zweite Kopplungs-Pin ist am Verstellelement in axialer Richtung der
Trägerwelle vom ersten Kopplungs-Pin versetzt angeordnet. Der zweite
Kopplungs-Pin wirkt mit einem zweiten Schiebenockenelement zusammen.
Genauer greift der zweite Kopplungs-Pin in eine Schaltnut der Schaltkulisse des zweiten Schiebenockenelements ein. Durch die axiale Bewegung des
Verstellelements ist der zweite Kopplungs-Pin an einer Flanke der Schaltnut des zweiten Schiebenockenelements angeordnet. Der zweite Kopplungs-Pin
beaufschlagt die Flanke der Schaltnut des zweiten Schiebenockenelements mit einer Kraft, die das zweite Schiebenockenelement entsprechend der Bewegung des ersten Schiebenockenelements axial bewegt. Es ist denkbar, dass das
Verstellelement mehrere Kopplungs-Pins umfasst, die mit weiteren
Schiebenockenelementen Zusammenwirken.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Schiebnockensystems liegt darin, dass das Verstellelement einen einfachen und platzsparenden Aufbau aufweist. Da die Kopplungs-Pins des Verstellelements in die Kulissen der Schiebenockenelemente eingreifen, kann das Verstellelement näher an der Trägerwelle angeordnet werden, wodurch weniger Bauraum von der Nockenwelle beansprucht wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Verstellelement ist parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle angeordnet. Dadurch ist eine Bewegung in axialer Richtung der Trägerwelle einfach
realisierbar. Es ist denkbar, dass das Verstellelement dazu an einer Schiene angeordnet ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verstellelement wenigstens ein Aufnahmeelement und die Trägerwelle wenigstens ein
Arretierelement, die im Betrieb miteinander Zusammenwirken derart, dass das Verstellelement zwischen zwei Positionsänderungen arretiert ist. Der Vorteil bildet sich darin, dass so das Verstellelement arretiert ist und das
Schiebenockenelement keine unerwünschten Bewegungen, bspw. durch Stöße oder Vibrationen ausgelöst, ausführt.
In einer weiteren Ausführungsform bildet das Arretierelement ein Widerlager für das Aufnahmeelement, so dass das Arretierelement wenigstens teilweise mit den bei der Positionsänderung des wenigstens zweiten Schiebenockenelements wirkenden Kräften beaufschlagt ist.
Dazu sind an der Trägerwelle beispielsweise eine Kreisscheibe und an dem
Verstellelement Fortsätze angeordnet. Die Kreisscheibe ist im Betrieb zwischen den Fortsätzen angeordnet. Die Fortsätze begrenzen die Kreisscheibe in axialer Richtung. Die Kreisscheibe bildet ein Widerlager für die Fortsätze des
Verstellelements. Mit anderen Worten stützt sich das Verstellelement mit einem Fortsatz gegen die Kreisscheibe ab. Die Kreisscheibe nimmt so die Schaltkräfte des zweiten Schiebenockenelements auf. Die Kreisscheibe umfasst eine
Aussparung, die derart auf einem Drehwinkel der Kreisscheibe ausgebildet ist, dass bei einer axialen Positionsänderung des Verstellelements die Kreisscheibe mit keinem Fortsatz kollidiert.
Vorteilhafterweise umfasst das Verstellelement eine Feder-Kugel Arretierung. Dadurch ist das Verstellelement zusätzlich axial gesichert. So ist eine axiale Bewegung des Verstellelements im Bereich der Aussparung der Kreisscheibe nur möglich, wenn die axiale Bewegung von dem ersten Schiebenockenelement eingeleitet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind der wenigstens eine Aktuator-Pin und die wenigstens zwei Kopplungs-Pins in einer Umfangsrichtung der Trägerwelle versetzt, insbesondere in einer Umfangsrichtung der Trägerwelle um 90° versetzt. Genauer sind der Aktuator-Pin und der Kopplungs-Pin in Umfangsrichtung voneinander versetzt. Dadurch ist ein versetztes Schalten der
Schiebenockenelemente möglich. Alternativ sind andere Winkelversätze, bspw. größer 90° oder kleiner 90°, denkbar.
Besonders bevorzugt umfasst die Schaltkulisse des ersten Schiebenockenelements eine erste Schaltnut und wenigstens eine zweite Schaltnut, wobei die erste Schaltnut zur Aufnahme des wenigstens einen Aktuator-Pins und die zweite Schaltnut zu Aufnahme des ersten Kopplungs-Pins vorgesehen ist.
Durch die voneinander getrennten Schaltnuten ist vorteilhafterweise ein phasenverschobenes Bewegen des Verstellelements bzw. der
Schiebenockenelemente möglich.
Weiter besonders bevorzugt weisen die erste Schaltnut und die zweite Schaltnut den gleichen Drehwinkel auf, wobei der Radius der ersten Schaltnut größer ist als der Radius der zweiten Schaltnut. Dadurch ist ein versetztes Schalten der
Schiebenockenelemente möglich. Alternativ sind andere Versetzungsgrade denkbar.
Es ist vorteilhaft, wenn die erste und zweite Schaltnut des ersten
Schiebenockenelements wenigstens abschnittsweise ein V-förmiges Profil aufweisen. Durch die Änderung der Nutbreite in axialer Richtung der Trägerwelle ist eine stufenlose Verschiebung des Schiebenockenelements realisierbar. Andere Formen, beispielsweise S-förmige, sind denkbar.
Besonders vorteilhafterweise weist die erste Schaltnut des ersten
Schiebenockenelements wenigstens abschnittsweise ein Y-förmiges Profil auf. Dadurch ist es möglich, dass das erste Schiebenockenelement eine zweite
Schaltnut für den ersten Kopplungs-Pin umfasst, die derart angeordnet ist, dass der zweite Schiebenocken unmittelbar verschiebbar ist. Besonders bevorzugt ist die zweite Schaltnut für den ersten Kopplungs-Pin wenigstens abschnittsweise mittig in der Y-förmigen ersten Schaltnut angeordnet. Dadurch ist eine unmittelbare Verschiebung des zweiten Schiebenockenelements möglich.
Weiter vorteilhaft ist die zweite Schaltnut als eine sich über den Umfang erstreckende Nut mit einem konstanten Radius ausgebildet, in die der erste Kopplungs-Pin dauerhaft angeordnet ist derart, dass eine axiale Verschiebung des ersten Schiebenockenelements unmittelbar auf das Verstellelement übertragbar ist. Genauer ist es so möglich, dass lediglich von der Schaltkulisse des wenigstens zweiten Schiebenockenelements eine zeitversetzte bzw. phasenverschobene axiale Bewegung des wenigstens zweiten Schiebenockelements abhängig ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erste Schaltnut des ersten Schiebenockenelements Bereiche mit verschiedenen Radien auf, die jeweils einem Bereich des ersten Schiebenockenelements, insbesondere einem
Einfahrbereich, einem Verschiebebereich und einem Auswurfbereich, zugeordnet sind. Das hat ein weiches Ein- und Ausfahren des Aktuator-Pins sowie ein im Wesentlichen stufenloses Verschieben des ersten Schiebenockenelements zur Folge.
Es ist vorteilhaft, wenn die Schaltkulisse des zweiten Schiebenockenelements wenigstens abschnittsweise ein V-förmiges Profil aufweist. Das V-förmige Profil ist einfach realisierbar, beispielsweise durch Fräsen.
Vorteilhafterweise umfasst die Trägerwelle wenigstens ein drittes, insbesondere wenigstens ein viertes, Schiebenockenelement. Dadurch ist das
Schiebenockensystem in größeren Brennkraftmaschinen einsetzbar. Es ist denkbar, dass das Schiebenockensystem mehrere Nockenwellen umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schiebenockenelemente als Doppelschiebenockenelemente ausgebildet, wobei jedes der
Doppelschiebenockenelemente dazu ausgebildet ist, Ventile von zwei Zylindern zu steuern.
Auf den jeweiligen Schiebenockenelementen können Ventilnocken, insbesondere Nockenabschnitte mit einer oder mehreren Nockenkonturen, von einem einzigen Zylinder als auch Ventilnocken, insbesondere Nockenabschnitte mit einer oder mehreren Nockenkonturen, von mehreren benachbarten Zylindern angeordnet sein. Die Ventilnocken des jeweiligen Schiebenockenelements können
unterschiedliche Ventilhübe aufweisen.
Beispielsweise können Doppelschiebenockenelemente zum Einsatz kommen, die Ventilnocken von zwei benachbarten Zylindern umfassen. Mit anderen Worten können die Doppelschiebenockenelemente dazu ausgebildet sein, Ventile von zwei benachbarten, insbesondere separaten, Zylindern zu betätigen. Hierbei kann die Nockenwelle genau zwei Doppelschiebenockenelemente aufweisen, wobei jedes Doppelschiebenockenelement im Betrieb wenigstens ein Ventil von zwei benachbarten Zylindern steuert. Derartige Nockenwellen können bei Vierzylinder- Varianten von Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen.
Alternativ können die Schiebenockenelemente dazu ausgebildet sein, wenigstens ein Ventil von einem einzigen Zylinder zu steuern. Hierbei kann die Nockenwelle genau drei Schiebenockenelemente aufweisen. Derartige Nockenwellen können bei Dreizylinder-Varianten von Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen.
Generell können auf den jeweiligen Schiebenockenelementen bzw.
Doppelschiebenockenelementen oder lediglich auf einem der
Schiebenockenelemente bzw. Doppelschiebenockenelemente sowohl Ventilnocken für zugehörige Einlassventile und/oder zugehörige Auslassventile angeordnet sein. Die Kombination von Ventilnocken für zugehörige Einlassventile und zugehörige Auslassventile auf dem oder den Schiebenockenelementen bzw.
Doppelschiebenockenelementen kann für Brennkraftmaschinen mit nur einer Nockenwelle Anwendung finden. Diese Nockenwelle kann beispielsweise als einzelne oben-angeordnete Nockenwelle„Single Overhead Camshaft (SOHC)" in Brennkraftmaschinen zum Einsatz kommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schaltnuten des ersten und des zweiten Schiebenockenelements in einem Drehwinkel versetzt zueinander angeordnet derart, dass das zweite Schiebenockenelement zeitversetzt zum ersten Schiebenockenelement entlang einer Längsrichtung der Trägerwelle verschiebbar ist.
Die zeitversetzte Verschiebung des Schiebenockenelements ermöglicht ein zeitversetztes Aktivieren und/oder Deaktivieren der Ventile eines Zylinders einer Brennkraftmaschine. In einer weiteren Ausführungsform weisen das zweite und das dritte Schiebenockenelement jeweils wenigstens abschnittsweise ein V-förmiges Profil auf, wobei die V- förmigen Profile jeweils einen konstanten Radius aufweisen.
Die V-förmigen Profile mit konstantem Radius sind vorteilhaft, da keine Einfahr oder Auswurfbahn in den zweiten und dritten Schiebenockenelementen notwendig sind.
Besonders bevorzugt sind die Schaltnuten des ersten, des zweiten und des dritten Schiebenockenelements in einem Drehwinkel versetzt zueinander angeordnet derart, dass das zweite und das dritte Schiebenockenelement jeweils zeitversetzt zum ersten Schiebenockenelement entlang einer Längsrichtung der Trägerwelle verschiebbar sind.
Dadurch ist ein zeitversetztes Aktivieren und/oder Deaktivieren der Ventile eines Zylinders, insbesondere mehrerer Zylinder möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schiebenockenelemente jeweils wenigstens einen Nockenabschnitt zum Steuern eines Ventils eines Zylinders auf, wobei in dem Nockenabschnitt wenigstens eine Hubnockenkontur zum Betätigen des Ventils ausgebildet ist. Bevorzugt weisen die Schiebenockenelemente jeweils wenigstens zwei Nockenabschnitte zum Steuern von Ventilen von nur einem Zylinder auf, wobei in den Nockenabschnitten wenigstens eine Hubnockenkontur zum Betätigen des jeweiligen Ventils ausgebildet ist. Mit anderen Worten können die Schiebenockenelemente jeweils Ventile nur eines Zylinders schalten. Die Nockenabschnitte der Schiebenockenelemente sind damit nur einem Zylinder zugeordnet.
Hierbei wird vorteilhaft eine Ausgestaltung der Schiebenockenelemente in mehreren unterschiedlichen Varianten ermöglicht. Beispielweise kann der
Nockenabschnitt mehrere Nockenkonturen vorzugsweise mit unterschiedlichen Hüben aufweisen, sodass eine Betätigung des zugehörigen Ventils in mehreren Schaltstufen, d.h. mit unterschiedlichen Hüben möglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Schiebenockenelemente, insbesondere Doppelschiebenockenelemente, jeweils wenigstens zwei
Nockenabschnitte zum Steuern von Ventilen von zwei benachbarten Zylindern auf. In den beiden Nockenabschnitten ist jeweils wenigstens eine Hubnockenkontur zum Betätigen des Ventils eines der beiden benachbarten Zylinder ausgebildet. Bevorzugt weisen die Schiebenockenelemente, insbesondere
Doppelschiebenockenelemente, jeweils wenigstens vier Nockenabschnitte zum Steuern von Ventilen von zwei benachbarten Zylindern auf, wobei in den
Nockenabschnitten wenigstens eine Hubnockenkontur zum Betätigen des jeweiligen Ventils ausgebildet ist. Mit anderen Worten können die
Schiebenockenelemente, insbesondere Doppelschiebenockenelemente, jeweils Ventile von zwei Zylindern schalten. Die Nockenabschnitte der
Schiebenockenelemente, insbesondere Doppelschiebenockenelemente, sind hierbei jeweils zwei Zylindern zugeordnet.
Vorteilhaft werden hier Doppelschiebenockenelemente mit mehr als einem
Nockenabschnitt ermöglicht, die mehrere Nockenkonturen vorzugsweise mit unterschiedlichen Hüben aufweisen können. Dadurch ist eine Betätigung der jeweils zugehörigen Ventile in mehreren Schaltstufen, d.h. mit unterschiedlichen Hüben möglich ist.
Generell dient der jeweilige Nockenabschnitt zur Steuerung eines zugeordneten Ventils eines Zylinders. Mit anderen Worten kann durch den Nockenabschnitt das zugeordnete Ventil betätigt, d.h. auf dieses ein Hub übertragen werden, oder das zugeordnete Ventil nicht betätigt und somit der Zylinder abgeschaltet werden.
Vorzugsweise weist der jeweilige Nockenabschnitt wenigstens zwei
Hubnockenkonturen, insbesondere wenigstens drei Hubnockenkonturen, zum Betätigen des Ventils auf, wobei die Hubnockenkonturen jeweils unterschiedliche Hübe umfassen. Dadurch kann das zugehörige Ventil in zwei Schaltstufen betrieben werden. Mit anderen Worten kann bei einem axialen Verschieben des Schiebenockenelements das zugehörige Ventil mit zwei unterschiedlichen Hüben betätigt werden. Bei einer weiteren Variante kann der jeweilige Nockenabschnitt wenigstens drei Hubnockenkonturen mit unterschiedlichen Hüben aufweisen. Dadurch kann das zugehörige Ventil in insgesamt drei Schaltstufen betrieben werden. Beim axialen Verschieben des Schiebenockenelements kann das zugehörige Ventil somit mit drei unterschiedlichen Hüben beaufschlagt werden. Die beschriebene mehrstufige Steuerung eines Ventils eines Zylinders ermöglicht eine erhöhte Variabilität bei der Steuerung des Ventils und somit der
Brennkraftmaschine. Beispielsweise kann dadurch der Wechsel zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi der Brennkraftmaschine, bspw. Volllastbetrieb, Teillastbetrieb durchgeführt werden.
Weiter vorzugsweise weist der Nockenabschnitt zusätzlich wenigstens eine Nullhubnockenkontur zum Abschalten des dem Ventil zugeordneten Zylinders auf, wobei die Nullhubnockenkontur an eine/die Hubnockenkontur angrenzt. Der Nockenabschnitt kann eine Hubnockenkontur und eine angrenzende
Nullhubnockenkontur aufweisen. Beim axialen Verschieben des
Schiebenockenelements kann dabei zwischen der Hubnockenkontur oder der Nullhubnockenkontur gewechselt werden. Dies entspricht einer zweistufigen Steuerung des Ventils. Alternativ kann der Nockenabschnitt zwei
Hubnockenkonturen mit unterschiedlichen Hüben und eine angrenzende
Nullhubnockenkontur aufweisen. Beim axialen Verschieben des
Schiebenockenelements kann dabei zwischen den beiden Hubnockenkonturen oder zwischen einer der beiden Hubkonturen und der Nullhubnockenkontur gewechselt werden. Dies entspricht einer dreistufigen Steuerung des Ventils. Weitere Kombinationen aus mehreren Hubnockenkonturen und wenigstens einer Nullhubnockenkontur sind möglich.
Im Rahmen der Erfindung entspricht die Hubnockenkontur einer Kontur, die im Betrieb einen Hub des zugehörigen Ventils bewirkt. Die Hubnockenkontur ist Teil eines Hubnockens. Die Nullhubnockenkontur bewirkt keinen Hub des zugehörigen Ventils. Die Nullhubnockenkontur ist Teil eines Nullhubnockens. Die
Nullhubnockenkontur ist vorzugsweise kreisrund, insbesondere zylindrisch, ausgebildet. Die Nullhubnockenkontur dient vorteilhaft zur Zylinderabschaltung.
In einer Ausführungsform ist wenigstens ein Mehrfachaktuator mit wenigstens zwei Aktuator-Pins, insbesondere wenigstens drei Aktuator-Pins, vorgesehen, durch den die Schiebenockenelemente in wenigstens zwei, insbesondere drei, Axialpositionen bringbar sind, um unterschiedliche Schaltstellungen, insbesondere zur zweistufigen, dreistufigen oder mehrstufigen Steuerung, für die Ventile zu ermöglichen. Durch die zwei Aktuator-Pins des Mehrfachaktuators können die durch das Verstellelement miteinander gekoppelten Schiebenockenelemente zwischen insgesamt zwei Axialpositionen verschoben werden. Bei dieser
Ausführung weist der wenigstens eine Nockenabschnitt des jeweiligen
Schiebenockenelements bevorzugt eine Hubnockenkontur und eine
Nullhubnockenkontur oder zwei Hubnockenkonturen mit unterschiedlichen Hüben auf. Durch die Kombination des Mehrfachaktuators mit zwei Aktuator-Pins und des Nockenabschnitts mit zwei Konturen wird eine zweistufige Steuerung des dem Nockenabschnitt zugeordneten Ventils ermöglicht.
Bei einer Variante mit drei Aktuator-Pins des Mehrfachaktuators können die durch das Verstellelement miteinander gekoppelten Schiebenockenelemente zwischen insgesamt drei Axialpositionen verschoben werden. Bei dieser Ausführung weist der wenigstens eine Nockenabschnitt des jeweiligen Schiebenockenelements bevorzugt zwei Hubnockenkonturen mit unterschiedlichen Hüben und eine
Nullhubnockenkontur oder insgesamt drei Hubnockenkonturen mit
unterschiedlichen Hüben auf. Durch die Kombination des Mehrfachaktuators mit drei Aktuator-Pins und des Nockenabschnitts mit insgesamt drei Konturen wird eine dreistufige Steuerung des dem Nockenabschnitt zugeordneten Ventils ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform sind das erste Schiebenockenelement und der Mehrfachaktuator in einem ersten Axialbereich der Trägerwelle angeordnet und das zweite und/oder dritte Schiebenockenelement ist/sind in einem zweiten an den ersten Axialbereich angrenzenden Axialbereich der Trägerwelle angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform sind das erste Schiebenockenelement und der Mehrfachaktuator in Längsrichtung der Trägerwelle zwischen dem zweiten und dem dritten Schiebenockenelement, insbesondere mittig, angeordnet und das zweite und/oder dritte Schiebenockenelement ist/sind in einem zweiten an den ersten Axialbereich angrenzenden Axialbereich der Trägerwelle angeordnet. Durch unterschiedliche Anordnung der Schiebenockenelemente sowie des
Mehrfachaktuators ist das Schiebenockensystem variabel an die vorliegende Bauraumsituation und die Toleranzlage anpassbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Arretierelement wenigstens abschnittsweise eine Kreisscheibe oder eine Ringscheibe auf, wobei das Arretierelement zwischen dem ersten und dem zweiten
Schiebenockenelement oder zwischen dem zweiten und dem dritten
Schiebenockenelement angeordnet ist. Alternativ dazu kann das Arretierelement zwischen einem Achsende der Trägerwelle und einem der Schiebenockenelemente angeordnet sein. Das Achsende ist hierbei das Längsende der Trägerwelle. Bei der Ausführung der Nockenwelle mit zwei Doppelschiebenockenelementen kann das Arretierelement zwischen den beiden Doppelnockenelementen angeordnet sein oder zwischen einem Achsende bzw. Längsende der Trägerwelle und einem der Doppelnockenelemente angeordnet sein. Eine Ausgestaltung der Nockenwelle mit mehr als zwei Doppelschiebenockenelemente ist möglich.
Die Kreisscheibe bzw. die Ringscheibe sind vorteilhaft, da diese jeweils eine ebene Fläche aufweisen, die als Widerlager in einer axialen Richtung der
Trägerwelle geeignet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Arretierelement mit der Trägerwelle integral ausgebildet. Vorzugsweise ist das Arretierelement durch wenigstens eine Ausnehmung in der Trägerwelle gebildet. Die Ausnehmung kann durch wenigstens zwei umlaufende Nuten und wenigstens einen die Nuten verbindenden Längsdurchgang gebildet sein. Die Nuten können in der Trägerwelle radial umlaufend ausgebildet sein. Im Betrieb ist das Aufnahmeelement zumindest teilweise abhängig von der Axialposition der Schiebenockenelemente in einer der beiden Nuten angeordnet. Wird im Betrieb bei einem Verschiebevorgang die Axialposition der Schiebenockenelemente und somit des Verstellelements gewechselt, durchfährt das Aufnahmeelement den Längsdurchgang und wechselt von der ersten in die zweite umlaufende Nut. Dabei stützt sich das
Aufnahmeelement gegen die Nutwände ab, um die bei der axialen Verschiebung auftretenden Kräfte auf die Trägerwelle zu übertragen. Diese Ausgestaltung der Ausnehmung kommt bei einer zweistufigen Steuerung der Ventile, insbesondere durch zwei Konturen der jeweiligen Nockenabschnitte, zum Einsatz.
Bei einer dreistufigen Steuerung der Ventile, insbesondere durch drei Konturen der jeweiligen Nockenabschnitte, kann die Ausnehmung durch insgesamt drei umlaufende Nuten und zwei Längsdurchgänge gebildet sein. Dabei verbindet jeweils ein Längsdurchgang zwei Nuten, sodass bei einem axialen Verschieben der Schiebenockenelemente insgesamt drei Axialpositionen möglich sind. Die Kraftübertragung vom Aufnahmeelement auf die Trägerwelle kann wie vorstehend beschrieben, erfolgen.
Im Rahmen der Erfindung ist das Aufnahmeelement dazu geeignet, das
Arretierelement, insbesondere die Kreisscheibe oder die Ringscheibe,
aufzunehmen sowie von dem Arretierelement, insbesondere der Ausnehmung der Trägerwelle, aufgenommen zu werden.
Die integrale Ausführungsform des Arretierlements hat den Vorteil, dass eine Arretierelement als separates Bauteil entfallen kann. Das Arretierelement wird hierbei durch die Ausnehmung in der Trägerwelle ersetzt. Der Aufbau der Schiebenockensystems wird dadurch vereinfacht und Kosten werden eingespart.
In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens ein Nockenwellenlager, insbesondere Wälzlager und/oder Gleitlager vorgesehen. Dabei bildet ein Teil des Nockenwellenlagers das Arretierelement. Diese Ausführungsform hat ebenfalls den Vorteil, dass Bauteile reduziert und somit Kosten eingespart werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Trägerwelle wenigstens zwei Arretierelemente auf. Des Weiteren bildet das Aufnahmeelement des
Verstellelements vorzugsweise wenigstens einen Fortsatz, der im Betrieb mit einem oder beiden Arretierelementen zusammenwirkt, sodass mindestens eines der beiden Arretierelemente wenigstens teilweise mit den bei einer
Positionsänderung des zweiten und/oder dritten Schiebenockenelements wirkenden Kräften beaufschlagbar ist. Das Arretierelement kann im Betrieb abhängig von der Axialposition der Schiebenockenelemente an einem der beiden Arretierelemente angeordnet sein oder zwischen den beiden Arretierelementen angeordnet sein. Die Arretierelemente begrenzen den Fortsatz in axialer
Richtung. Die Arretierelemente bilden jeweils ein Widerlager für den Fortsatz des Verstellelements. Im Betrieb stützt sich das Verstellelement mit Fortsatz gegen eines der beiden Arretierelemente ab. Das Arretierelement nimmt so die
Schaltkräfte des zweiten bzw. dritten Schiebenockenelements auf. Das
Arretierelement umfasst eine Aussparung, die derart auf einem Drehwinkel des Arretierelements ausgebildet ist, dass bei einer axialen Positionsänderung des Verstellelements das Arretierelements mit dem Fortsatz nicht kollidiert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Trägerwelle wenigstens ein Arretierelement auf. Ferner bildet das Aufnahmeelement des Verstellelements vorzugsweise wenigstens zwei Fortsätze, die im Betrieb mit dem Arretierelement Zusammenwirken, sodass das Arretierelement wenigstens teilweise mit den bei einer Positionsänderung des zweiten und/oder dritten Schiebenockenelements wirkenden Kräften beaufschlagbar ist. Das Arretierelement kann im Betrieb abhängig von der Axialposition der Schiebenockenelemente an einem der beiden Fortsätze angeordnet sein oder zwischen den beiden Fortsätzen angeordnet sein. Die Fortsätze begrenzen das Arretierelement in axialer Richtung. Das
Arretierelement bildet ein Widerlager für die Fortsätze des Verstellelements. Mit anderen Worten stützt sich das Verstellelement mit jeweils einem der beiden Fortsätze oder beiden Fortsätzen gegen das Arretierelement ab. Das Arretierelement nimmt so die Schaltkräfte des zweiten bzw. dritten Schiebenockenelements auf. Das Arretierelement umfasst eine Aussparung, die derart auf einem Drehwinkel des Arretierelements ausgebildet ist, dass bei einer axialen Positionsänderung des Verstellelements das Arretierelement mit keinem Fortsatz kollidiert.
Durch die verschiedenen Kombinationen aus Fortsätzen und Arretierelementen der beiden vorgenannten Ausführungsformen lässt sich die Aufnahme von auftretenden Verstellkräften für eine dreistufige Steuerung von Ventilen realisieren. Dabei werden die Verstell kräfte an allen drei Axialpositionen vom jeweiligen Aufnahmeelement auf das jeweilige Arretierelement übertragen und somit eine Entlastung des Systems erreicht.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist in einem
Zylinderkopf, insbesondere in einer Zylinderhaube, ein Anschlag ausgebildet und das Verstellelement weist ein Anschlagselement auf, das mit dem Anschlag im Zylinderkopf zusammenwirkt derart, dass die axiale Verschiebung des
Verstellelements begrenzt ist.
Dadurch ist der Anfangspunkt und der Endpunkt der axialen Verschiebung des Verstellelements definiert. Des Weiteren verhindert der Anschlag und das Anschlagselement unerwünschte Bewegungen des Verstellelements.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Aufnahmeelement das
Anschlagelement, wobei im Betrieb das Aufnahmeelement zusammen mit dem Anschlag des Zylinderkopfs die axiale Verschiebung des Verstellelements begrenzt. Hierbei bilden das Anschlag- und Aufnahmeelement ein einziges Element. Dadurch werden die Bauteilanzahl sowie der Aufwand bei der
Fierstellung reduziert. Kosten werden somit eingespart.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verstellelement in Verschieberichtung wenigstens ein Anschlagende auf, das im Betrieb mit einem Gegenstück, insbesondere dem Zylinderkopf, zusammenwirkt derart, dass die axiale Verschiebung des Verstellelements begrenzt ist. Das Anschlagende kann durch ein Längsende des Verstellelements gebildet sein. Das Verstellelement weist vorzugsweise zwei Längsenden und somit zwei Anschlagenden auf, die einen Verschiebeweg entlang der Längsachse der Trägerwelle begrenzen. Dazu können die Längsenden mit Anschlagbereichen der Zylinderkopfhaube
Zusammenwirken.
Dies hat ebenfalls den Vorteil, dass der Anfangspunkt und der Endpunkt der axialen Verschiebung des Verstellelements festgelegt ist. Ferner werden dadurch Bauteile reduziert, da anstatt eines separaten Anschlagelements die Längsenden des Verstellelements den axialen Verschiebweg begrenzen.
Es ist vorteilhaft, wenn das Arretierelement drehfest auf der Trägerwelle angeordnet und entlang einer Längsrichtung der Trägerwelle verschiebbar ist, wobei das Arretierelement im Zylinderkopf, insbesondere in der
Zylinderkopfhaube, axial geführt ist.
Durch die Führung bzw. die Lagerung des Arretierelements im Zylinderkopf ist es möglich, dass alle axialen Positionen durch den Zylinderkopf vorgegeben sind.
Das ist vorteilhaft für die Festlegung der Fertigungstoleranzen.
Die Lagerung kann einteilig oder zweiteilig mit dem Zylinderkopf ausgebildet sein. Durch eine einteilige Ausbildung mit dem Zylinderkopf ist eine kostengünstige und leichte Fertigung möglich. Ferner kann so Bauraum und Gewicht eingespart werden.
Die zweiteilige Ausbildung ermöglicht die Verwendung verschiedener höherfester Materialien. So ist die Aufnahme größerer Kräfte und eine Verringerung des Verschleißes möglich. Ferner kann die Lagerung bei Bedarf ausgetauscht werden. Des Weiteren kann der Einfluss unterschiedlicher Wärmeausdehnungen bei verschiedenen Materialien klein gehalten werden. Beispielsweise kann die
Zylinderhaube aus Aluminium und die Trägerwelle aus Stahl hergestellt sein. Das Spiel in den Schaltkulissen, die Nockenbreiten und somit die Verschiebewege können auf diese Weise klein gehalten werden. Insgesamt sind so die
dynamischen Schaltkräfte, die in der Nockenwelle auftreten, besser beherrschbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Arretierelement drehfest auf der Trägerwelle angeordnet und in Längsrichtung der Trägerwelle fixiert.
Das drehfest auf der Trägerwelle angeordnete und in Längsrichtung fixierte Arretierelement ist mit Blick auf die Fertigungstoleranzen vorteilhaft, da fast alle axialen Positionen durch die Nockenwelle vorgegeben sind. Des Weiteren hat die Wärmedehnung auf diese Art und Weise lediglich Einfluss auf die Nutbreite des Primärnockens. Das Spiel in den Schaltkulissen, die Nockenbreiten und somit die Verschiebewege können klein gehalten werden, wodurch die dynamischen
Schaltkräfte besser beherrschbar sind.
Wenn das Arretierelement drehfest und in Längsrichtung fixiert auf der
Trägerwelle angeordnet ist, kann vorzugsweise die Feder-Kugel Arretierung des Verstellelements die Funktion des Anschlags haben.
Dadurch können der Anschlag im Zylinderkopf und das Anschlagselement entfallen.
Weiter bevorzugt ist das Verstellelement in einem Drehwinkel versetzt zu dem wenigstens einen Aktuator-Pin angeordnet.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die zweite Schaltnut an einem axialen Ende des ersten Schiebenockenelements neben der ersten Schaltnut angeordnet ist oder die zweite Schaltnut zwischen zwei axialen Enden des ersten
Schiebenockenelements angeordnet ist, wobei sich die zweite Schaltnut im
Wesentlichen auf dem gesamten Umfang des ersten Schiebenockenelementes erstreckt.
Die um einen Drehwinkel versetzte Anordnung des Verstellelements und die oben beschriebene Anordnung der zweiten Schaltnut auf dem ersten
Schiebenockenelements ist vorteilhaft, da das Verstellelement so nicht die
Aktuator-Pins behindert und umgekehrt.
In einer Ausführungsform ist die erste Schaltnut des ersten
Schiebenockenelements wenigstens abschnittsweise Y-förmig oder wenigstens abschnittsweise S-förmig.
Nach dem nebengeordneten Anspruch 40 betrifft die Erfindung ein
Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer
Nockenwelle umfassend eine Trägerwelle mit wenigstens zwei
Doppelschiebenockenelementen, die jeweils dazu ausgebildet sind, Ventile von zwei Zylindern zu steuern, wobei die Doppelschiebenockenelemente jeweils eine Schaltkulisse mit wenigstens einer Schaltnut und wenigstens einen
Nockenabschnitt mit wenigstens einer Flubnockenkontur umfassen. Die
Doppelschiebenockenelemente sind durch wenigstens einen Aktuator-Pin axial zur Trägerwelle verschiebbar. Des Weiteren ist wenigstens ein Verstellelement parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle angeordnet, das in Richtung der Längsachse der Trägerwelle axial verschiebbar ist. Das Verstellelement weist wenigstens zwei Kopplungs-Pins auf, wobei ein erster Kopplungs-Pin 17a' im Bereich des ersten Doppelschiebenockenelements angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin im Bereich des zweiten Doppelschiebenockenelements angeordnet ist. Die Kopplungs-Pins wirken jeweils mit einer Schaltkulisse des jeweils zugehörigen Doppelschiebenockenelements zusammen derart, dass durch das Verstellelement eine durch den Aktuator-Pin eingeleitete Bewegung des ersten Doppelschiebenockenelements auf das zweite Doppelschiebenockenelement übertragbar ist.
Hierbei wird auf die im Zusammenhang mit dem Schiebenockensystem gemäß Anspruch 1 erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus kann das
Schiebenockensystem gemäß Anspruch 40 alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf das Schiebenockensystem gemäß Anspruch 1 genannter Merkmale aufweisen.
Im Rahmen der Erfindung wird ferner ein Motor mit wenigstens einem solchen Schiebenockensystem offenbart und beansprucht. Es ist möglich, dass der Motor mehrere, insbesondere wenigstens zwei, erfindungsgemäße
Schiebenockensysteme aufweist. Insbesondere kann der Motor sechs Zylinder in Reihenanordnung aufweisen. Hier können zwei, der vorgenannten
Schiebenockensysteme zum Einsatz kommen. Die beiden Schiebenockensysteme des Sechszylindermotors können dabei eine gemeinsame Trägerwelle aufweisen, auf der die Schiebenockenelemente der beiden Schiebenockensysteme axial verschiebbar angeordnet sind. Bevorzugt kommen hierbei zur axialen Verstellung der Schiebenockenelemente wenigstens zwei Aktuatoren, insbesondere
Mehrfachaktuatoren, zum Einsatz, wobei bevorzugt jeweils ein Aktuator im
Betrieb die Schiebenockenelemente eines der beiden Schiebenockensysteme axial verschiebt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems;
Fig. 2 eine weitere perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems;
Fig. 4 eine weitere Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems;
Fig. 6 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems in einem Zylinderkopf;
Fig. 7 eine weitere Seitenansicht des Schiebenockensystems gemäß Fig. 6;
Fig. 8 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems;
Fig. 9 eine weitere Seitenansicht des Schiebenockensystems gemäß Fig. 8;
Fig. 10 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems in einem Zylinderkopf;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems;
Fig. 12 eine Seitenansicht des Schiebenockensystems gemäß Fig. 11;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems; Fig. 14 eine Seitenansicht des Schiebenockensystems gemäß Fig. 13;
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems;
Fig. 16 eine Seitenansicht des Schiebenockensystems gemäß Fig. 15;
Fig. 17 eine schematische Darstellung einer Trägerwelle eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines
Schiebenockensystems;
Fig. 18 eine schematische Darstellung einer Trägerwelle mit Arretierelement und eines Verstellelements eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen dasselbe Ausführungsbeispiel eines
Schiebenockensystems aus unterschiedlichen Perspektiven.
Das Schiebenockensystem umfasst eine Trägerwelle 11. Auf der Trägerwelle 11 sind ein erstes und ein zweites Schiebenockenelement 12a, 12b axial beweglich zu einer Längsachse der Trägerwelle 11 angeordnet. Es ist denkbar, dass mehr als zwei Schiebenockenelemente auf der Trägerwelle 11 angeordnet sind. Die Trägerwelle 11 umfasst drei Wälzlager 20. Jeweils ein Wälzlager 20 ist an den axialen Enden der Trägerwelle 11 und ein weiteres Wälzlager 20 ist zwischen den Schiebenockenelementen 12a, 12b angeordnet. Die Wälzlager 20 sind durch Halteringe 21 arretiert. Die Anzahl der Wälzlager 20 und der Halteringe 21 sowie die Positionen der Lagerstellen sind variabel. Die Schiebenockenelemente 12a,
12b umfassen eine Schaltkulisse 13 und eine Nockenkontur 22.
Die Schaltkulisse 13 des erstens Schiebenockenelements 12a umfasst eine erste und eine zweite Schaltnut 14a, 14b. Die Schaltnuten 14a, 14b sind wenigstens abschnittsweise V-förmig. Mit anderen Worten ist die Breite der beiden
Schaltnuten 14a, 14b nicht konstant. Unter der Breite ist der Abstand der Flanken der Schaltnuten 14a, 14b in axialer Richtung zur Trägerwelle 11 zu verstehen. Die Flanken der Schaltnuten 14a, 14b nähern sich im V-förmigen Abschnitt
aneinander an. Die beiden Schaltnuten 14a, 14b sind auf dem gleichen Drehwinkel angeordnet. Die erste Schaltnut 14a weist einen größeren Radius als die zweite Schaltnut 14b auf.
Unter Radius ist der Betrag des Abstands der Nutgrundfläche der ersten oder der zweiten Schaltnut 14a, 14b von der Mittellängsachse der Trägerwelle 11 zu verstehen. Somit bestimmen der Außendurchmesser der Schaltkulisse 13 und der Radius der Nutgrundfläche die Nuttiefe.
Die erste Schaltnut 14a umfasst eine Stufe. Mit anderen Worten ist die erste Schaltnut 14a als ein Vorsprung bzw. ein Absatz ausgebildet. Die erste Schaltnut 14a weist einen variierenden Radius auf. D.h. die erste Schaltnut 14a weist abschnittsweise Bereiche mit einem größeren Radius und einem kleineren Radius auf. Die Änderung des Radius erfolgt stufenlos. Die Bereiche sind jeweils einem Einfahrbereich, einem Ausfahrbereich oder einem Verschiebebereich zugeordnet.
Die zweite Schaltnut 14b weist einen konstanten Radius auf. Die Breite der zweiten Schaltnut 14b ist kleiner als die Breite der ersten Schaltnut 14a.
An der Trägerwelle 11 sind zwei Aktuator-Pins 15 angeordnet. Die Aktuator-Pins 15 sind im Wesentlichen lediglich in eine Richtung orthogonal zur
Mittellängsachse der Trägerwelle 11 beweglich. Die Aktuator-Pins 15 sind der ersten Schaltnut 14a zugeordnet. D.h. die Aktuator-Pins wirken nur mit der ersten Schaltnut 14a zusammen. Die Aktuator-Pins 15 sind in axialer Richtung der Trägerwelle 11 voneinander beabstandet. Dadurch ist abhängig von der Position des ersten Schiebnockenelements einer der beiden Aktuator-Pins 15 in die erste Schaltnut 14a einführbar. Durch das Einfuhren der Aktuator-Pins 15 ist eine axiale Bewegung des ersten Schiebenockenelements 14a einleitbar.
Dazu wird ein Aktuator-Pin 15 in die erste Schaltnut 14a eingeführt. Durch die Verkleinerung der Nutbreite wirkt der eingeführte Aktuator-Pin 15 mit einer Flanke der ersten Schaltnut 14a zusammen. Genauer beaufschlagt der
eingeführte Aktuator-Pin 15 eine Flanke der ersten Schaltnut 14a mit einer der Flanke entgegen gerichteten Kraft. Dadurch erfolgt die axiale Verschiebung des ersten Schiebenockenelements 12a. Die Richtung der Verschiebung hängt somit von der Flanke ab, mit der der eingeführte Aktuator-Pin 15 zusammenwirkt. Jeder Flanke der ersten Schaltnut 14a ist ein Aktuator-Pin 15 zugeordnet. Parallel zur Trägerwelle 11 ist ein Verstellelement 16 angeordnet. Das
Verstellelement 16 ist axial beweglich. Das Verstellelement ist um 90° zu den Aktuator-Pins 15 versetzt. Alternativ sind andere Winkelversatze denkbar. Das Verstellelement 16 umfasst einen ersten und einen zweiten Kopplungs-Pin 17a, 17b und ein Aufnahmeelement 18. Der erste und der zweite Kopplungs-Pin 17a, 17b sind jeweils an einem axialen Ende des Verstellelements 16 angeordnet. Das Aufnahmeelement 18 umfasst drei Fortsätze und ist zwischen den axialen Enden des Verstellelements 16 angeordnet. Die Kopplungs-Pins 17a, 17b und das Aufnahmeelement 18 erstrecken sich orthogonal zur Mittellängsachse der
Trägerwelle 11.
Der erste Kopplungs-Pin 17a ist der zweiten Schaltnut 14b des ersten
Schiebenockenelements 12a zugeordnet. Der erste und der zweite Kopplungs-Pin 17a, 17b sind im Wesentlichen drehbar an dem Verstellelement 16 angeordnet. Der erste Kopplungs-Pin 17a steht dauerhaft in Eingriff mit der zweiten Schaltnut 14b des ersten Schiebenockenelements 12a.
Der erste Kopplungs-Pin 17a wird von einer Flanke der zweiten Schaltnut 14b mit einer Kraft beaufschlagt. Das Verstellelement 16 wird in Wirkrichtung der Kraft verschoben. Da das Verstellelement 16 und somit die Kopplungs-Pins 17a, 17b um 90° in Umfangsrichtung voneinander versetzt sind und die erste und die zweite Schaltnut 14a, 14b im gleichen Drehwinkel angeordnet sind, erfolgt die Verschiebung des Verstellelements 16 entsprechend zeitlich versetzt bzw.
phasenverschoben.
Der zweite Kopplungs-Pin 17b ist im Bereich des zweiten Schiebenockenelements 12b angeordnet. Das zweite Schiebenockenelement 12b umfasst eine Schaltnut 14. Die Schaltnut 14 weist einen V-förmigen Abschnitt auf. Der zweite Kopplungs- Pin 17b steht dauerhaft mit der Schaltnut 14 in Eingriff. Die Schaltnut 14 des zweiten Schiebenockenelements 12b ist derart angeordnet, dass ein zum ersten Schiebenockenelements 12a zeitversetztes Schalten des zweiten
Schiebenockenelements 12b realisierbar ist.
Durch das Verschieben des Verstellelements 16 wird der zweite Kopplungs-Pin 17b in der Schaltnut 14 axial bewegt. Genauer wird der zweite Kopplungs-Pin 17b zu einer der Flanken der Schaltnut 14 bewegt. Der zweite Kopplungs-Pin 17b wirkt im Wesentlichen auf die gleiche Art mit der Schaltnut 14 zusammen wie die Aktuator-Pins 15 mit der ersten Schaltnut 14a des ersten Schiebenockenelements 12a.
Die Trägerwelle 11 umfasst ein kreisscheibenförmiges Arretierelement 19.
Alternativ sind andere Geometrien denkbar. Das Arretierelement 19 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Schiebenockenelement 12a, 12b angeordnet. Das Arretierelement 19 ist von dem Aufnahmeelement 18 axial begrenzt. Das
Arretierelement 19 weist eine Abstützfunktion auf. Das Arretierelement 19 bildet ein Widerlager für das Aufnahmeelement 18. Das Arretierelement 19 nimmt die Kräfte während des Schaltvorgangs auf und ermöglicht so ein Festlegen des Verstellelements 16. Ferner verhindert das Zusammenwirken von dem
Aufnahmeelement 18 und dem Arretierelement 19, dass das erste
Schiebenockenelement 12a ungewollt verschoben wird. Das Aufnahmeelement 18 umfasst zwei Aufnahmen für das Arretierelement 19. Das Arretierelement 19 umfasst eine Aussparung. Dadurch ist ein Verschieben des Verstellelements durch die Kreisscheibe möglich. Dazu ist die Aussparung in dem Bereich des
entsprechenden Drehwinkels angeordnet. Die Aussparung ist derart in der
Kreisscheibe angeordnet, dass bei einer axialen Bewegung das Verstellelement 16 durch die Aussparung hindurchbewegt wird. Es ist denkbar, dass das
Verstellelement 16 zusätzlich eine Feder-Kugel Arretierung (nicht dargestellt) umfasst.
Zusammengefasst ermöglicht das vorhergehend beschriebene
Schiebenockensystem durch das Verstellelement 16 ein phasenversetztes Schalten der Schiebenockenelemente 12a, 12b unter Verwendung eines einzigen Aktuators. Dadurch ist die gesamte Anzahl der Aktuatoren im Schiebenockensystem deutlich reduzierbar.
Fig. 5 beschreibt eine weitere Ausführungsform eines Schiebenockensystems. Das Schiebenockensystem entspricht im Wesentlichen dem Schiebenockensystem gemäß den Figuren 1 bis 4. Das dargestellte Schiebenockensystem umfasst im Gegensatz zu dem oben beschriebenen System ein drittes Schiebenockenelement 12c und das erste Schiebenockenelement 12a weist eine andersförmige
Schaltkulisse auf.
Die Trägerwelle 11 umfasst wie im Ausführungsbeispiel oben Wälzlager 20 und Halteringe 21. Die Wälzlager 20 und Halteri nge 21 sind an den axialen Enden der Trägerwelle 11 und zwischen den Schiebenockenelementen 12a, 12b, 12c angeordnet.
Parallel zur Trägerwelle 11 ist das Verstellelement 16 angeordnet. Das
Verstellelement 16 ist in einer Schiene geführt und um 45° bis 60° in
Umfangsrichtung zu den Aktuator-Pins versetzt. Die Versetzung kann alternativ beispielsweise 90° betragen. Das Verstellelement 16 umfasst einen dritten Kopplungs-Pin 17c, der im Bereich des dritten Schiebenockenelements 12c angeordnet ist.
Im Bereich des ersten Schiebenockenelements 12a ist ein Aktuator 23 mit den Aktuator-Pins 15 angeordnet. Das erste Schiebenockenelement 12a weist eine Y- förmige erste Schaltnut 14a auf.
Die zweite Schaltnut 14b ist als eine sich auf dem gesamten Umfang des ersten Schiebenockenelements 12a erstreckende Nut, insbesondere als eine Ringnut, ausgebildet. Der Radius der zweiten Schaltnut 14b ist kleiner als der Radius der ersten Schaltnut 14a. Die erste und die zweite Schaltnut 14a, 14b weisen somit unterschiedliche Drehwinkel auf.
Der erste Kopplungs-Pin 17a steht wie in dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel mit der zweiten Schaltnut 14b dauerhaft in Eingriff.
Die durchgehende zweite Schaltnut 14b ermöglicht ein unmittelbares Verschieben des Verstellelements 16 ohne Zeitversetzung, d.h. Verstellelement 16 und das erste Schiebenockenelement 12a bewegen sich im Wesentlichen gleichzeitig.
Die Schaltnuten 14 des zweiten und dritten Schiebenockenelements 12b, 12c sind derart auf der Außenumfangsfläche angeordnet, dass die Schiebenockenelemente 12b, 12c zeitversetzt schaltbar sind. Der zweite und der dritte Kopplungs-Pin 17b, 17c wirken wie zu den Figuren 1 bis 4 bereits beschrieben mit den Schaltnuten 14 auf bekannte Art und Weise zusammen.
Zwischen dem zweiten und dem dritten Schiebenockenelement 12b, 12c ist ein Arretierelement 19 angeordnet. Das Arretierelement 19 umfasst eine Kreisscheibe mit einer Aussparung. Im Bereich der Kreisscheibe ist am Verstellelement 16 ein Fortsatz angeordnet. Die Kreisscheibe bildet ein Widerlager für den Fortsatz. Die Kreisscheibe wirkt mit dem Fortsatz bei einem Verschiebevorgang zusammen derart, dass der erste Kopplungs-Pin bei dem Verschiebevorgang entlastet ist. Mit anderen Worten stützt sich der Fortsatz gegen die Kreisscheibe ab. Die
Aussparung ist auf dem Drehwinkel angeordnet, bei dem die Verschiebung des ersten Verstellelements 16 erfolgt.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Schiebenockensystems dargestellt. Das Schiebenockensystem ist in einem Zylinderkopf 25 angeordnet.
Das Schiebenockensystem umfasst drei Schiebenockenelemente 12a, 12b, 12c. In Fig. 5 umschließen die Nockenkonturen 22 die Schaltnut 14. In Fig. 6 sind die Nockenkonturen 22 der Schiebenockenelemente 12a, 12b, 12c ausschließlich auf einer Seite in axialer Richtung neben der Schaltnut 14 angeordnet. Auf die Schaltnut 14 wird später näher eingegangen.
Die Schiebenockenelemente 12a, 12b, 12c weisen dabei jeweils zwei
Nockenabschnitte 29 auf, in denen jeweils zwei Nockenkonturen 22 ausgebildet sind. Dabei grenzt ein erster Nockenabschnitt 29a an die Schaltkulisse 13 des Schiebenockenelements 12a, 12b, 12c an. Ein zweiter Nockenabschnitt 29b ist in axialer Richtung vom ersten Nockenabschnitt 29a beabstandet angeordnet. Die Nockenabschnitte 29a, 29b des jeweiligen Schiebenockenelements 12a, 12b, 12c sind gleich ausgebildet. Alternativ ist möglich, dass sich die Nockenabschnitte 29a, 29b des jeweiligen Schiebenockenelements 12a, 12b, 12c voneinander unterscheiden.
Die insgesamt zwei Nockenkonturen 22 je Nockenabschnitt 29 bilden eine
Flubnockenkontur 31, einen definierten Hub und eine Nullhubnockenkontur 32. Dies gilt auch für die Nockenkonturen 22 gemäß den Fig. 1 bis 4. Die beiden Nockenkonturen 31, 32 sind in axialer Richtung aneinander angrenzend
vorgesehen.
Es ist auch möglich, dass die jeweiligen Nockenabschnitte 29 keine
Nullhubnockenkontur 32, d.h. anstatt der Nullhubnockenkontur 32 eine weitere Hubnockenkontur 31 aufweisen. Die drei Hubnockenkonturen 31 können dabei unterschiedliche Hübe aufweisen.
Durch die Ausbildung der Nockenabschnitte 29 mit zwei verschiedenen
Nockenkonturen 22 kann das dem jeweiligen Nockenabschnitt 29 zugeordnete Ventil eines Zylinders im Betrieb in zwei unterschiedlichen Schaltstellungen gesteuert werden. Konkret können im Betrieb durch die Hubnockenkontur 31 ein definierter Hub auf das Ventil übertragen und somit das Ventil betätigt werden. Zusätzlich kann im Betrieb durch die Nullhubnockenkontur 32 der dem Ventil zugeordnete Zylinder abgeschaltet werden. Man spricht hier von einer
zweistufigen Steuerung des Ventils des Zylinders.
Das erste Schiebenockenelement 12a umfasst die erste Schaltnut 14a und die zweite Schaltnut 14b. Die erste Schaltnut 14a weist eine Y-förmige Schaltkulisse 13 auf. Die zweite Schaltnut 14b erstreckt entlang einer Umfangsrichtung des ersten Schiebenockenelements 12a.
Die Schaltnuten 14 des zweiten und des dritten Schiebnockenelements 12b, 12c sind V-förmig.
Zwischen dem zweiten und dem dritten Schiebenockenelement 12b, 12c ist das Arretierelement 19 angeordnet. Das Arretierelement 19 weist eine Kreisscheibe bzw. eine Ringscheibe auf. Das Arretierelement 19 ist drehfest auf der
Trägerwelle 11 angeordnet. Die Kreisscheibe bzw. die Ringscheibe weist, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben, eine Aussparung auf.
Die Aussparung erstreckt sich entlang einer Umfangsrichtung der Kreisscheibe bzw. der Ringscheibe.
Der Zylinderkopf 25 umfasst ein axiales Lager, in dem die Kreisscheibe bzw. die Ringscheibe des Arretierelements 19 geführt und/oder gelagert ist.
Das Verstellelement 16 ist in einem Drehwinkel um die Längsachse der
Trägerwelle 11 versetzt zu den Aktuator-Pins 15 angeordnet. An dem
Verstellelement 16 sind in axialer Richtung versetzt Kopplungs-Pins 17a, 17b, 17c angeordnet. Der erste Kopplungs-Pin 17a greift in die zweite Schaltnut 14b des ersten Schiebenockenelements 12a ein. Der zweite Kopplungs-Pin 17b greift in die Schaltnut 14 des zweiten Schiebenockenelements 12b und der dritte
Kopplungs-Pin 17c greift in die Schaltnut 14 des dritten Schiebenockenelements 12c ein.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Kopplungs-Pin 17a, 17b ist eine Feder- Kugel Arretierung 24 angeordnet. Anstelle der Kugel sind andere Formen möglich. Das Verstellelement 16 weist ein Anschlagselement 27 auf. Das Anschlagselement 27 ist als ein Fortsatz ausgebildet, der sich in eine Richtung orthogonal zu einer Längsrichtung des Verstellelements 16 wegerstreckt. Andere Formen sind möglich. Das Anschlagselement 27 ist zwischen dem ersten Kopplungs-Pin 17a und dem zweiten Kopplungs-Pin 17b angeordnet. Genauer ist das
Anschlagselement 27 zwischen den Vertiefungen bzw. den Kerben für die Feder- Kugel Arretierung 14 und dem ersten Kopplungs-Pin 17a angeordnet.
Zwischen dem zweiten und dem dritten Kopplungs-Pin 17b, 17c ist das
Aufnahmeelement 18 angeordnet. Das Aufnahmeelement 18 weist einen einzelnen Fortsatz auf, der sich in Richtung der Nockenwelle 10 erstreckt.
In dem Zylinderkopf 25 ist ein Anschlag 26 angeordnet. Der Anschlag 26 ist als eine Ausnehmung im Zylinderkopf 25 ausgebildet. Das Anschlagselement 27 ragt in die Ausnehmung hinein.
In Fig. 7 ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ohne den Zylinderkopf 25 dargestellt.
In Fig. 7 ist das axiale Lager 28 für das Arretierelement 19 gut erkennbar. Das axiale Lager 28 ist als ein Einzelteil ausgebildet. Das axiale Lager weist einen Verbindungsabschnitt auf, der mit dem Zylinderkopf 25 verbunden ist. Alternativ kann das axiale Lager einteilig mit dem Zylinderkopf 25 ausgebildet sein. Das axiale Lager 28 umfasst einen Durchgangsspalt.
Die in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiele entsprechen im
Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 und Fig. 7.
Im Unterschied zu den in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispielen weist der Zylinderkopf 25 in Fig. 8 und 9 kein axiales Lager 28 für das Arretierelement 19 auf. Das Arretierelement 19 ist drehfest und in axialer Richtung fixiert auf der Trägerwelle 11 angeordnet.
In Fig. 10 ist eine Kombination der in den Figuren 6 bis 9 dargestellten
Ausführungsbeispiel gezeigt, bei der ein Anschlag 26 in dem Zylinderkopf angeordnet ist und das Arretierelement 19 drehfest und in axialer Richtung auf der Trägerwelle 11 fixiert ist. Der Anschlag 26 in Fig. 10 ist nicht zwingend notwendig. Alternativ kann der Anschlag 26 entfallen. Dann erfolgt die Begrenzung der Bewegungsfreiheit des Verstellelements 16 durch die Feder-Kugel Arretierung 24.
Die erste Schaltnut 14a des ersten Schiebenockenelements 12a dient zur
Aufnahme der Aktuator-Pins 15. Die zweite Schaltnut 14b dient zur Aufnahme des ersten Kopplungs-Pins 17a.
Bei einer Verschiebung des Verstellelements 16 wirken das Aufnahmeelement 18 und das Arretierelement 19 zusammen derart, dass sich das Aufnahmeelement 18 durch die Aussparung in der Kreisscheibe hindurchbewegt. Mit anderen Worten ist die Aussparung in der Kreisscheibe derart in einem Drehwinkel zur Längsachse der Trägerwelle 11 angeordnet, dass das Aufnahmeelement 18 beim Verschieben des ersten Schiebenockenelements 12a von einer auf die andere Seite der
Kreisscheibe wechselt. Während dem Verschieben des zweiten und/oder des dritten Schiebenockenelements 12b, 12c stützt sich das Aufnahmeelement 18 gegen den ununterbrochenen Bereich der Kreisscheibe ab. Die Kreisscheibe bzw. die Ringscheibe ist mit den beim Verschieben des zweiten und des dritten
Schiebenockenelements 12b, 12c wirkenden Kräften beaufschlagbar. Das
Arretierelement 19 mit Kreisscheibe bildet ein Widerlager für den Fortsatz des Verstellelements 16.
Das Arretierelement 19 ermöglicht zwei definierte Positionen des Verstellelements 16.
Der Anschlag 26 und das Anschlagselement 27 begrenzen die axiale
Bewegungsfreiheit des Verstellelements 16.
Die Feder-Kugel Arretierung 24 des Verstellelements 16 verhindert ungewollte Bewegungen des Verstellelements 16. Dadurch ist die Betriebssicherheit verbessert. Ferner ist es möglich, dass die Feder-Kugel Arretierung 24 die
Funktion des Anschlags 26 und des Anschlagselement 27 übernimmt. Das ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Arretierelement 19 auf der Trägerwelle in axialer Richtung fixiert ist.
Die Linearführung des Verstellelements 16 ist in dem Zylinderkopf 25 ausgebildet. So ist eine aktive Beölung des Verstellelements 16 möglich. Die Fig. 11 und 12 sowie 13 und 14 zeigen zwei weitere Ausführungsformen eines Schiebenockensystems. Das Schiebenockensysteme gemäß den Fig. 11 bis 14 entsprechen im Wesentlichen dem Schiebenockensystem gemäß den Fig. 9 und 10. Im Unterschied zum Schiebenockensystem gemäß den Fig. 9 und 10 ist hier kein Fortsatz als Anschlagelement 27 am Verstellelement 16 ausgebildet. Es ist aber möglich, dass das Verstellelement 16 ein Anschlagelement 27, wie in Fig. 6 beschrieben aufweisen kann.
Ferner ist mit dem beiden Schiebenockensystemen gemäß den Fig. 11 bis 14 eine dreistufige Steuerung eines Ventils eines Zylinders möglich. Bei den
Schiebenockensystemen gemäß den Fig. 1 bis 8 sowie den Fig. 9 und 10 ist lediglich eine zweistufige Steuerung eines Ventils eines Zylinders möglich, da der jeweilige Nockenabschnitt nur zwei Nockenkonturen 22 aufweist.
Die beiden Schiebenockensysteme gemäß den Fig. 11 bis 14 sind in einem nicht dargestellten Zylinderkopf 25 angeordnet.
Das jeweilige Schiebenockensystem umfasst drei Schiebenockenelemente 12a, 12b, 12c. Das erste Schiebenockenelement 12a weist, wie in den Fig. 6 bis 10 gezeigt, jeweils eine Schaltkulisse 13 mit einer ersten Schaltnut 14a und einer zweiten Schaltnut 14b auf. Die erste Schaltnut 14a ist Y-förmig ausgebildet. Die erste Schaltnut 14a kann auch andersförmig ausgebildet.
Die zweite Schaltnut 14b ist, wie in den Fig. 6 bis 10 als radial umlaufende Nut ausgebildet. Mit anderen Worten ist die zweite Schaltnut 14b als Ringnut ausgebildet. Die zweite Schaltnut 14b ist dabei an einem axialen Ende des ersten Schiebenockenelements 12a angeordnet und grenzt an die erste Schaltnut 14a an. Alternativ kann die zweite Schaltnut 14b an einer anderen axialen Position am ersten Schiebenockenelement 12a angeordnet sein.
Die Schaltnuten 14 des zweiten und des dritten Schiebnockenelements 12b, 12c sind V-förmig ausgebildet.
Die Schiebenockenelemente 12a, 12b, 12c weisen jeweils zwei Nockenabschnitte 29 auf, in denen jeweils drei Nockenkonturen 22 ausgebildet sind. Dabei grenzt ein erster Nockenabschnitt 29a an die Schaltkulisse 13 des
Schiebenockenelements 12a, 12b, 12c an. Ein zweiter Nockenabschnitt 29b ist in axialer Richtung vom ersten Nockenabschnitt 29a beabstandet angeordnet. Die Nockenabschnitte 29a, 29b des jeweiligen Schiebenockenelements 12a, 12b, 12c sind gleich ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass sich die Nockenabschnitte 29a, 29b des jeweiligen Schiebenockenelements 12a, 12b, 12c voneinander unterscheiden.
Die insgesamt drei Nockenkonturen 22 je Nockenabschnitt 29 bilden zwei
Hubnockenkonturen 31 mit unterschiedlichen Hüben und eine
Nullhubnockenkontur 32. Die beiden Hubnockenkonturen 31 sind in axialer Richtung aneinander angrenzend vorgesehen. Die Nullhubnockenkontur 32 grenzt in axialer Richtung an eine der beiden Hubnockenkonturen 31 an.
Es ist auch möglich, dass die jeweiligen Nockenabschnitte 29 keine
Nullhubnockenkontur 32, d.h. anstatt der Nullhubnockenkontur 32 eine weitere Hubnockenkontur 31 aufweisen. Die drei Hubnockenkonturen 31 können dabei unterschiedliche Hübe aufweisen.
Durch die Ausbildung der Nockenabschnitte 29 mit drei verschiedenen Konturen 31, 32 kann das dem jeweiligen Nockenabschnitt 29 zugeordnete Ventil eines Zylinders im Betrieb in drei unterschiedlichen Schaltstellungen gesteuert werden. Konkret können im Betrieb durch die beiden Hubnockenkonturen 31 zwei unterschiedliche Hübe auf das Ventil übertragen und somit das Ventil betätigt werden. Zusätzlich kann im Betrieb durch die Nullhubnockenkontur 32 der dem Ventil zugeordnete Zylinder abgeschaltet werden. Man spricht hier von einer dreistufigen Steuerung des Ventils des Zylinders.
Das Schiebenockensystem gemäß den Fig. 11 und 12 weist zwei Arretierelemente 19 auf, die auf der Trägerwelle 11 drehfest angeordnet sind. Die Arretierelemente 19 sind axial zwischen dem zweiten und dem dritten Schiebenockenelement 12b, 12c angeordnet. Die Arretierelemente 19 sind jeweils durch eine Kreisscheibe bzw. eine Ringscheibe gebildet. Die jeweilige Kreisscheibe bzw. die Ringscheibe weist, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben, eine Aussparung auf. Die Aussparung erstreckt sich entlang einer Umfangsrichtung der Kreisscheibe bzw. der Ringscheibe.
Die beiden Arretierelemente 19 sind axial voneinander beabstandet. Der Abstand zwischen den beiden Arretierelementen 19 entspricht im Wesentlichen der Breite eines Aufnahmeelements 18 des Verstellelements 16. Das Aufnahmeelement 18 ist durch einen einzelnen Fortsatz 33 gebildet, der sich in Richtung der Nockenwelle 10 erstreckt. Der Fortsatz 33 ist derart ausgebildet, dass ein
Zwischenraum 34 den Fortsatz 33 axial zwischen den beiden Arretierelementen 19 aufnehmen kann. Das Aufnahmeelement 18 ist zwischen dem zweiten und dem dritten Kopplungs-Pin 17b, 17c angeordnet.
Im Unterschied zum Schiebenockensystem gemäß Fig. 11 und 12 ist beim
Schiebenockensystem gemäß Fig. 13 und 14 nur ein Arretierelement 19 auf der Trägerwelle 11 drehfest angeordnet. Allerdings weist hier das Verstellelement 16 anstatt von einem Aufnahmeelement 18 insgesamt zwei Aufnahmeelemente 18 in Form von Fortsätzen 33 auf. Die zwei Aufnahmeelemente 18 erstrecken sich in Richtung der Längsachse der Trägerwelle 11 und bilden zusammen eine
Gabelform.
Das Verstellelement 16 gemäß Fig. 11 bis 14 ist in einem Drehwinkel um die Längsachse der Trägerwelle 11 versetzt zu den Aktuator-Pins 15 angeordnet. An dem Verstellelement 16 sind in axialer Richtung versetzt Kopplungs-Pins 17a,
17b, 17c angeordnet. Der erste Kopplungs-Pin 17a greift in die zweite Schaltnut 14b des ersten Schiebenockenelements 12a ein. Der zweite Kopplungs-Pin 17b greift in die Schaltnut 14 des zweiten Schiebenockenelements 12b und der dritte Kopplungs-Pin 17c greift in die Schaltnut 14 des dritten Schiebenockenelements 12c ein.
Gemäß den Fig. 11 bis 14 ist des Weiteren ein Mehrfachaktuator 23 im Bereich des ersten Schiebenockenelements 12a angeordnet, der insgesamt drei Aktuator- Pins 15 aufweist. Durch die drei Aktuator-Pins 15 sind insgesamt drei
Axialstellungen der drei Schiebenockenelemente 12a, 12b, 12c möglich.
Der erste Kopplungs-Pin 17a steht, wie vorstehend beschrieben, mit der zweiten Schaltnut 14b dauerhaft in Eingriff. Die durchgängig umlaufende zweite Schaltnut 14b ermöglicht ein unmittelbares Verschieben des Verstellelements 16 ohne Zeitversetzung, d.h. Verstellelement 16 und das erste Schiebenockenelement 12a bewegen sich im Wesentlichen gleichzeitig.
Bei einem axialen Verschieben greift einer der drei Aktuator-Pins 15 in die erste Schaltnut 14a ein, sodass das erste Schiebenockenelement 12a durch den Verlauf der ersten Schaltnut 14a in axialer Richtung bewegt wird. Dabei werden das erste Schiebenockenelement 12a und das Verstellelement 16 von einer ersten
Axialposition 36a an eine zweite, insbesondere in Längsrichtung der Trägerwelle 11 mittleren, Axialposition 36b geschoben. Durch die Kopplungs-Pins 17a, 17b werden dabei zeitversetzt das zweite und dritte Schiebenockenelement 12b, 12c axial versetzt.
Beim Schiebenockensystem gemäß Fig. 11 und 12 wird dabei der einzelne
Fortsatz 33 von einem ersten der beiden Arretierelemente 19 in den
Zwischenraum 34 zwischen den beiden Arretierelementen 19 bewegt, wobei der Fortsatz 33 die auftretenden Verstell kräfte des zweiten und dritten
Schiebenockenelements 12b, 12c auf das zweite Arretierelement 19 überträgt.
Der Fortsatz 33 befindet sich in der zweiten Axialposition 36b zwischen den beiden Arretierelementen 19.
Beim Schiebenockensystem gemäß Fig. 13 und 14 werden hierbei ein erster der beiden Fortsätze 33 durch den Freischnitt des Arretierelements 19 axial hindurchbewegt, wobei der erste Fortsatz 33 die auftretenden Verstell kräfte des zweiten und dritten Schiebenockenelements 12b, 12c auf das einzelne
Arretierelement 19 überträgt. Das Arretierelement 19 befindet sich in der zweiten Axialposition 36b in einem Bereich des Außenumfangs zwischen den beiden Fortsätzen 33.
Durch den Eingriff des zweiten, insbesondere in Längsrichtung der Trägerwelle 11 mittleren, der drei Aktuator-Pins 15 in die erste Schaltnut 14a wird das erste Schiebenockenelement 12a mit dem Verstellelement 16 an eine dritte,
insbesondere letzte, Axialposition 36c geschoben. Durch die Kopplungs-Pins 17b, 17c werden dabei zeitversetzt das zweite und dritte Schiebenockenelement 12b, 12c weiter axial versetzt.
Beim Schiebenockensystem gemäß Fig. 11 und 12 wechselt der Fortsatz 33 dabei von dem Zwischenraum 34 zwischen den beiden Arretierelementen 19 axial nach außen und wirkt mit dem zweiten Arretierelement 19 zur Übertragung der Verstell kräfte zusammen. Der Fortsatz 33 befindet sich an der dritten
Axialposition 36c an der Außenseite des zweiten Arretierelements 19. Um den Verschiebevorgang umzukehren greift der dritte Aktuator-Pin 15 in die erste Schaltnut 14a ein, wodurch die axiale Verschieberichtung entgegengesetzt erfolgt.
Beim Schiebenockensystem gemäß Fig. 13 und 14 wechselt der zweite Fortsatz 33 dabei von dem Zwischenraum 34 zwischen den beiden Arretierelementen 19 axial nach außen und wirkt mit dem zweiten Arretierelement 19 zur Übertragung der Verstellkräfte zusammen. Der Fortsatz 33 befindet sich an der dritten
Axialposition 36c an der Außenseite des zweiten Arretierelements 19. Um den Verschiebevorgang umzukehren greift der dritte Aktuator-Pin 15 in die erste Schaltnut 14a ein, wodurch die axiale Verschieberichtung entgegengesetzt erfolgt.
Beim Schiebenockensystem gemäß Fig. 13 und 14 wird hierbei ein zweiter der beiden Fortsätze 33 durch den Freischnitt des Arretierelements 19 axial hindurchbewegt, wobei der zweite Fortsatz 33 die auftretenden Verstellkräfte des zweiten und dritten Schiebenockenelements 12b, 12c auf das einzelne
Arretierelement 19 übertragt. In der dritten Axialposition 36c befindet sich der zweite Fortsatz 33 an der weiteren Außenseite des Arretierelements 19.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Kopplungs-Pin 17a, 17b ist eine Feder- Kugel-Arretierung 24 angeordnet, um das Verstellelement 16 in Längsrichtung an den Axialpositionen 36a, 36b, 36c lösbar zu fixieren. Anstelle der Kugel sind andere Formen möglich.
Zusammenfassend sind bei den erfindungsgemäßen Schiebenockensystemen für eine dreistufige Steuerung eines Ventils insgesamt drei Nockenkonturen, insbesondere Flubnockenkonturen 31, Nullhubnockenkonturen 32, und ein Mehrfachaktuator 23 mit wenigstens drei Aktuator-Pins 15 erforderlich.
Das in den Fig. 15 und 16 gezeigte Schiebenockensystem weist im Unterschied zum Schiebenockensystem gemäß den Fig. 1 bis 4 anstatt von zwei
Schiebenockenelementen zur Steuerung von Ventilen lediglich eines Zylinders zwei Doppelschiebenockenelemente, die dazu ausgebildet sind, Ventile von zwei Zylindern zu steuern.
Das Schiebenockensystem gemäß den Fig. 15 und 16 ist ebenfalls in einem nicht dargestellten Zylinderkopf 25 angeordnet.
Die erste der beiden Doppelschiebenockenelemente 12a', 12b' weist jeweils eine Schaltkulisse 13 mit einer ersten Schaltnut 14a und einer zweiten Schaltnut 14b auf. Die Ausgestaltung der Schaltkulisse 13 sowie die Schaltnuten 14a, 14b sind wie in den Fig. 11 bis 14 beschrieben ausgebildet sowie angeordnet. Die Schaltnut 14 des zweiten Doppelschiebenockenelements 12b' ist V-förmig ausgebildet.
Die Doppelschiebenockenelemente 12a', 12b' weisen jeweils vier
Nockenabschnitte 29 auf, in denen jeweils zwei Nockenkonturen 22' ausgebildet sind. Dabei sind jeweils zwei Nockenabschnitte 29 in Längsrichtung auf einer Axialseite der Schaltkulisse 13 angeordnet. Mit anderen Worten ist die
Schaltkulisse 13 axial zwischen zwei Paaren der Nockenabschnitte 29 angeordnet dabei grenzen die beiden ersten Nockenabschnitte 29a der Paare an die
Schaltkulisse 13 des Doppelschiebenockenelements 12a', 12b' an. Der zweite Nockenabschnitt 29b des jeweiligen Paares ist in axialer Richtung vom ersten Nockenabschnitt 29a des gleichen Paares beabstandet angeordnet. Die
Nockenabschnitte 29a, 29b des jeweiligen Doppelschiebenockenelements 12a', 12b' sind gleich ausgebildet. Alternativ ist möglich, dass sich die
Nockenabschnitte 29a, 29b des jeweiligen Doppelschiebenockenelements 12a', 12b' voneinander unterscheiden.
Die insgesamt zwei Nockenkonturen 22 je Nockenabschnitt 29 bilden zwei Hubnockenkonturen 31 mit unterschiedlichen Hüben. Die Hubnockenkonturen 31 sind in axialer Richtung aneinander angrenzend vorgesehen.
Es ist auch möglich, dass die jeweiligen Nockenabschnitte 29 anstatt eine der Hubnockenkonturen 31 eine Nullhubnockenkontur 32 aufweist.
Durch die Ausbildung der Nockenabschnitte 29 mit jeweils zwei verschiedenen Hubnockenkonturen 31 kann das dem jeweiligen Nockenabschnitt 29 zugeordnete Ventil eines Zylinders im Betrieb in zwei unterschiedlichen Schaltstellungen gesteuert werden. Konkret können im Betrieb durch die Hubnockenkonturen 31 zwei unterschiedliche Hübe auf das Ventil übertragen und somit das Ventil betätigt werden. Man spricht hier von einer zweistufigen Steuerung des Ventils des Zylinders.
Alternativ ist auch möglich, dass die Nockenabschnitte 29 der
Doppelschiebenockenelemente 12a', 12b' insgesamt drei Nockenkonturen 22 aufweisen, sodass eine dreistufige Steuerung eines Ventils eines Zylinders ermöglicht wird. Der Verschiebevorgang der Doppelschiebenockenelemente 12a', 12b' erfolgt wie in den Fig. 1 bis 4 beschrieben. In den Fig. 15 und 16 ist lediglich der Aktuator mit den beiden Aktuator-Pins 15 nicht dargestellt. Des Weiteren entspricht die Ausgestaltung des Verstellelements 16 und des Arretierelements 19, wie in Fig.
13 und 14 beschrieben. Diese unterscheiden sich lediglich in der Anzahl der möglichen Axialpositionen. Gemäß Fig. 15 und 16 sind nur zwei Axialpositionen beim axialen Verschieben der Doppelschiebenockenelemente 12a', 12b' möglich. Des Weiteren sind im Unterschied zu den Fig. 13 und 14 keine zwei
Aufnahmeelemente 19 bzw. Fortsätze 33 vorgesehen, sondern lediglich ein einzelner Fortsatz 33.
Der Fortsatz 33 überträgt im Betrieb abhängig von der jeweiligen Axialposition die auftretenden Verstellkräfte des zweiten Doppelschiebenockenelements 12b' auf das Arretierelement 19. Das Arretierelement 19 ist wie in Fig. 11 bis 14
beschrieben ausgestaltet. Des Weiteren erfolgt der axiale Verschiebevorgang bei dem Schiebenockensystem gemäß Fig. 15 und 16 wie in den Fig. 1 bis 4 beschrieben.
Gemäß Fig. 17 ist eine Trägerwelle 11 eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems gezeigt. Das Arretierelement 19 ist hier im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Schiebenockensystemen mit der Trägerwelle 11 integral ausgebildet. Das Arretierelement 19 ist dabei durch eine Ausnehmung 37 in der Trägerwelle 11 gebildet. Die Ausnehmung 37 kann durch Fräsen und/oder Drehen ausgebildet sein. Die Ausnehmung 37 ist durch zwei umlaufende Nuten 38 und einen die Nuten 38 verbindenden Längsdurchgang 39 gebildet. Die Nuten 38 sind in der Trägerwelle 11 radial umlaufend ausgebildet.
Im Betrieb ist das Aufnahmeelement 18 abhängig von der jeweiligen Axialposition 36a, 36b des Schiebenockenelements 12a, 12b oder
Doppelschiebenockenelements 12a', 12b' teilweise in einer der beiden Nuten 38 angeordnet. Wird im Betrieb bei einem Verschiebevorgang die Axialposition 36a, 36b und somit des Verstellelements 16 gewechselt, durchfährt das
Aufnahmeelement 18 den Längsdurchgang 39 und wechselt von der ersten in die zweite umlaufende Nut 36a, 36b. Dabei stützt sich das Aufnahmeelement 18 gegen die Nutwände ab, um die beider axialen Verschiebung auftretenden Kräfte auf die Trägerwelle 11 zu übertragen. Diese Ausgestaltung der Ausnehmung 37 kommt bei einer zweistufigen Steuerung der Ventile, insbesondere durch zwei Konturen der jeweiligen Nockenabschnitte 29, zum Einsatz. Das Arretierelement 19 als Ausnehmung 37 der Trägerwelle 11 kann bei den Schiebenockensystemen gemäß den Fig. 1 bis 4 und/oder Fig. 15 und 16 zum Einsatz kommen.
Bei einer dreistufigen Steuerung der Ventile, insbesondere durch drei Konturen der jeweiligen Nockenabschnitte 29, kann die Ausnehmung 37 durch insgesamt drei umlaufende Nuten 38 und zwei Längsdurchgänge 39 gebildet sein. Dabei verbindet jeweils ein Längsdurchgang 39 zwei Nuten 38, sodass bei einem axialen Verschieben der Schiebenockenelemente 12a, 12b oder
Doppelschiebenockenelemente 12a', 12b' insgesamt drei Axialpositionen 36a,
36b, 36c möglich sind. Die Kraftübertragung vom Aufnahmeelement 18 auf die Trägerwelle 11 kann wie vorstehend beschrieben erfolgen.
Fig. 18 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines weiteren
Ausführungsbeispiels eines Schiebenockensystems. Das Schiebenockensystem weist eine Trägerwelle 11 mit einem Arretierelement 19 auf. Das Arretierelement 19 kann dabei wie in den Fig. 11 bis 14 beschrieben ausgestaltet sein. Der Weiteren zeigt Fig. 18 ein Verstellelement 16 mit einem Aufnahmeelement 18, das als Fortsatz 33 ausgebildet ist. Der Fortsatz 33 ist ebenfalls wie in den Fig. 11 bis 14 beschrieben ausgestaltet. Bei dem Schiebenockensystem gemäß Fig. 18 dient das Aufnahmeelement 18 nicht nur zur Kraftübertragung bzw. zur
Abstützung, sondern zusätzlich auch als Anschlag, der den axialen Verschiebeweg begrenzt. Alternativ oder zusätzlich sind hier in einem nicht dargestellten
Zylinderkopf jeweils Anschlagbereiche 41 vorgesehen, an die das Verstellelement 16 in Verschieberichtung zur Begrenzung des axialen Verschiebewegs anschlägt. Dazu weist das Verstellelement 16 zwei Anschlagenden 42, die die Längsenden des Verstellelements 16 bilden, auf, die im Betrieb an den jeweiligen
Anschlagbereich 41 anschlagen. Weitere Alternativen zur Begrenzung des axialen Verschiebewegs sind möglich.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung sind miteinander kombinierbar, wie beispielsweise in Fig. 10 dargestellt, und nicht auf die beschriebenen Varianten beschränkt. Insbesondere können die
Schiebenockensysteme gemäß den Fig. 1 bis 5 sowie 11 bis 17 ein
Anschlagelement 27, wie in Fig. 7 beschrieben, aufweisen. Dies gilt nicht nur für die Ausgestaltung des Anschlagelements 27, sondern auch auf die Art der
Ausbildung und des Zusammenwirkens mit der Zylinderkopfhaube 25. Bezugszeichenliste Nockenwelle
Trägerwelle
a erstes Schiebenockenelement
b zweites Schiebenockenelement
c drittes Schiebenockenelement
Schaltkulisse
Schaltnut
a erste Schaltnut
b zweite Schaltnut
Aktuator-Pin
Verstellelement
a erster Kopplungs-Pin
b zweiter Kopplungs-Pin
c dritter Kopplungs-Pin
Aufnahmeelement
Arretierelement
Wälzlager
Halteringe
Nockenkontur
Aktuator, Mehrfachaktuator
Feder-Kugel Arretierung
Zylinderkopf
Anschlag
Anschlagselement
Axiales Lager
Nockenabschnitt
a erster Nockenabschnitt b zweiter Nockenabschnitt
Hubnockenkontur Nullhubnockenkontur Fortsatz
Zwischenraum
a erste Axialpositionb zweite Axialpositionc dritte Axialposition
Ausnehmung
umlaufende Nuten Längsdurchgang
Anschlagbereiche

Claims

Ansprüche
1. Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle (10) umfassend eine Trägerwelle (11) mit wenigstens zwei Schiebenockenelementen (12a, 12b), die jeweils eine Schaltkulisse (13) mit wenigstens einer Schaltnut (14) umfassen, wobei die
Schiebenockenelemente (12a, 12b) durch wenigstens einen Aktuator-Pin
(15) axial zur Trägerwelle (11) verschiebbar sind und wenigstens ein Verstellelement (16) parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle (11) angeordnet ist, wobei das Verstellelement (16) in Richtung der
Längsachse der Trägerwelle (11) axial verschiebbar ist,
dad u rch geken nzeich net, dass,
das Verstellelement (16) wenigstens zwei Kopplungs-Pins (17a, 17b) aufweist, wobei ein erster Kopplungs-Pin (17a) im Bereich des ersten Schiebenockenelements (12a) angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs- Pin (17b) im Bereich des zweiten Schiebenockenelements (12b) angeordnet ist und die Kopplungs-Pins (17a, 17b) jeweils mit einer Schaltkulisse (13) des jeweils zugehörigen Schiebenockenelements (12a, 12b) Zusammenwirken derart, dass durch das Verstellelement (16) eine durch den Aktuator-Pin (15) eingeleitete Bewegung des ersten
Schiebenockenelements (12a) auf das zweite Schiebenockenelement (12b) übertragbar ist.
2. Schiebenockensystem nach Anspruch 1,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Verstellelement (16) wenigstens ein Aufnahmeelement (18) und die Trägerwelle (11) wenigstens ein Arretierelement (19) umfasst, die im Betrieb miteinander Zusammenwirken derart, dass das Verstellelement
(16) zwischen zwei Positionsänderungen arretiert ist.
3. Schiebenockensystem nach Anspruch 2,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Arretierelement (19) ein Widerlager für das Aufnahmeelement (18) bildet, so dass das Arretierelement (19) wenigstens teilweise mit den bei der Positionsänderung des wenigstens zweiten Schiebenockenelements (12b) wirkenden Kräften beaufschlagbar ist.
4. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass
das Verstellelement (16) eine Feder-Kugel Arretierung umfasst.
5. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
der wenigstens eine Aktuator-Pin (15) und die wenigstens zwei
Kopplungs-Pins (17a, 17b) in einer Umfangsrichtung der Trägerwelle (11), insbesondere um 90°, versetzt sind.
6. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schaltkulisse (13) des ersten Schiebenockenelements (12a) wenigstens eine erste Schaltnut (14a) und wenigstens eine zweite Schaltnut (14b) umfasst, wobei die erste Schaltnut (14a) zur Aufnahme des wenigstens einen Aktuator-Pins (15) und die zweite Schaltnut (14b) zu Aufnahme des ersten Kopplungs-Pins (17a) vorgesehen ist.
7. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass,
die erste Schaltnut (14a) und die zweite Schaltnut (14b) den gleichen Drehwinkel aufweisen, wobei der Radius der ersten Schaltnut (14a) größer ist als der Radius der zweiten Schaltnut (14b).
8. Schiebenockensystem nach Anspruch 7,
dad u rch geken nzeich net, dass
die erste und die zweite Schaltnut (14a, 14b) des ersten
Schiebenockenelements (12a) wenigstens abschnittsweise ein V-förmiges Profil aufweisen.
9. Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dad u rch geken nzeich net, dass
die erste Schaltnut (14a) des ersten Schiebenockenelements (12a) wenigstens abschnittsweise ein Y-förmiges Profil aufweist.
10. Schiebenockensystem nach Anspruch 9,
dad u rch geken nzeich net, dass
das erste Schiebenockenelement (12a) eine zweite Schaltnut (14b) für den ersten Kopplungs-Pin (17a) umfasst, die derart angeordnet ist, dass das Verstellelement (16) unmittelbar verschiebbar ist.
11. Schiebenockensystem nach Anspruch 9 oder 10,
dad u rch geken nzeich net, dass
die zweite Schaltnut (14b) für den ersten Kopplungs-Pin (17a) wenigstens abschnittsweise mittig in der Y-förmigen ersten Schaltnut (12a) angeordnet ist und die zweite Schaltnut (14b) sich im Wesentlichen auf dem gesamten Umfang erstreckt.
12. Schiebenockensystem nach Anspruch 11,
dad u rch geken nzeich net, dass
die zweite Schaltnut (14b) als eine sich über den Umfang erstreckende Nut, insbesondere eine Ringnut, mit einem konstanten Radius ausgebildet ist, in der der erste Kopplungs-Pin (17a) dauerhaft angeordnet ist derart, dass eine axiale Verschiebung des ersten Schiebenockenelements (12a) unmittelbar auf das Verstellelement (16) übertragbar ist.
13. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die erste Schaltnut (14a) des ersten Schiebenockenelements (12a) Bereiche mit verschiedenen Radien aufweist, die jeweils wenigstens einem Bereich des ersten Schiebenockenelements (12a), insbesondere einem Einfahrbereich, einem Verschiebebereich und einem
Auswurfbereich, zugeordnet sind.
14. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schaltkulisse (13) des zweiten Schiebenockenelements (12b) wenigstens abschnittsweise ein V-förmiges Profil aufweist.
15. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Trägerwelle (11) wenigstens ein drittes, insbesondere wenigstens ein viertes, Schiebenockenelement (12c) umfasst.
16. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schiebenockenelemente (12a, 12b) als Doppelschiebenockenelemente (12a', 12b') ausgebildet sind, wobei jedes der
Doppelschiebenockenelemente (12a', 12b') dazu ausgebildet ist, Ventile von zwei Zylindern zu steuern.
17. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schaltnuten (14) des ersten und des zweiten Schiebenockenelements (12a, 12b) in einem Drehwinkel versetzt zueinander angeordnet sind derart, dass das zweite Schiebenockenelement (12b) zeitversetzt zum ersten Schiebenockenelement (12a) entlang einer Längsrichtung der Trägerwelle (11) verschiebbar ist.
18. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
das zweite und das dritte Schiebenockenelement (12b, 12c) jeweils wenigstens abschnittsweise ein V-förmiges Profil aufweisen, wobei die V- förmigen Profile jeweils einen konstanten Radius aufweisen.
19. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schaltnuten (14) des ersten, des zweiten und des dritten
Schiebenockenelements (12a, 12b, 12c) in einem Drehwinkel versetzt zueinander angeordnet sind derart, dass das zweite und das dritte Schiebenockenelement (12b, 12c) jeweils zeitversetzt zum ersten
Schiebenockenelement (12a) entlang einer Längsrichtung der Trägerwelle (11) verschiebbar sind.
20. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schiebenockenelemente (12a, 12a', 12b, 12b', 12c) jeweils
wenigstens einen Nockenabschnitt (29), insbesondere wenigstens zwei Nockenabschnitte (29), zum Steuern eines Ventils eines Zylinders aufweisen, in dem wenigstens eine Hubnockenkontur (31) zum Betätigen des Ventils ausgebildet ist.
21. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schiebenockenelemente (12a, 12a', 12b, 12b', 12c) jeweils wenigstens zwei Nockenabschnitte (29), insbesondere wenigstens vier Nockenabschnitte (29), zum Steuern von Ventilen von zwei Zylindern aufweisen, wobei in den beiden Nockenabschnitten (29) jeweils
wenigstens eine Hubnockenkontur (31) zum Betätigen des Ventils eines der beiden Zylinder ausgebildet ist.
22. Schiebenockensystem nach Anspruch 20 oder 21,
dad u rch geken nzeich net, dass
der Nockenabschnitt (29) wenigstens zwei Hubnockenkonturen (31), insbesondere wenigstens drei Hubnockenkonturen (31), zum Betätigen des Ventils aufweist, wobei die Hubnockenkonturen (31) jeweils unterschiedliche Hübe umfassen.
23. Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 20 bis 22,
dad u rch geken nzeich net, dass
der Nockenabschnitt (29) zusätzlich wenigstens eine Nullhubnockenkontur (32) zum Abschalten des dem Ventil zugeordneten Zylinders aufweist, wobei die Nullhubnockenkontur (32) an eine/die Hubnockenkontur (31) angrenzt.
24. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens ein Mehrfachaktuator (23) mit wenigstens zwei Aktuator-Pins (15), insbesondere wenigstens drei Aktuator-Pins (15), vorgesehen ist, durch den die Schiebenockenelemente (12a, 12b, 12c) in wenigstens zwei, insbesondere drei, Axialpositionen (36) bringbar sind, um
unterschiedliche Schaltstellungen für die Ventile zu ermöglichen.
25. Schiebenockensystem nach Anspruch 24,
dad u rch geken nzeich net, dass
das erste Schiebenockenelement (12a) und der Mehrfachaktuator (23) in einem ersten Axialbereich der Trägerwelle (11) angeordnet sind und das zweite und/oder dritte Schiebenockenelement (12b, 12c) in einem zweiten an den ersten Axialbereich angrenzenden Axialbereich der Trägerwelle (11) angeordnet ist/sind.
26. Schiebenockensystem nach Anspruch 24,
dad u rch geken nzeich net, dass
das erste Schiebenockenelement (12a) und der Mehrfachaktuator (23) in Längsrichtung der Trägerwelle (11) zwischen dem zweiten und dem dritten Schiebenockenelement (12b, 12c), insbesondere mittig,
angeordnet sind.
27. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 26,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Arretierelement (19) wenigstens abschnittsweise eine Kreisscheibe oder eine Ringscheibe aufweist, wobei das Arretierelement (19) zwischen dem ersten und dem zweiten Schiebenockenelement (12a, 12b) oder zwischen dem zweiten und dem dritten Schiebenockenelement (12b, 12c) angeordnet ist oder das Arretierelement (19) zwischen einem Achsende der Trägerwelle (11) und einem der Schiebenockenelemente (12a, 12b, 12c) angeordnet ist.
28. Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 26,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Arretierelement (19) mit der Trägerwelle (11) integral ausgebildet ist, wobei das Arretierelement (19) durch wenigstens eine Ausnehmung (37), insbesondere wenigstens zwei umlaufende Nuten (38) und wenigstens einen die Nuten (38) verbindenden Längsdurchgang (39), in der
Trägerwelle (11) gebildet ist.
29. Schiebenockensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 27 ,
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens ein Nockenwellenlager (20), insbesondere Wälzlager (20) und/oder Gleitlager, vorgesehen ist, wobei ein Teil des
Nockenwellenlagers (20) das Arretierelement (19) bildet.
30. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Trägerwelle (11) wenigstens zwei Arretierelemente (19) aufweist und das Aufnahmeelement (18) des Verstellelements (16) wenigstens einen Fortsatz (33) bildet, der im Betrieb mit einem oder beiden
Arretierelementen (19) zusammenwirkt, sodass mindestens eines der beiden Arretierelemente (19) wenigstens teilweise mit den bei einer Positionsänderung des zweiten und/oder dritten Schiebenockenelements (12b, 12c) wirkenden Kräften beaufschlagbar ist.
31. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass
die Trägerwelle (11) wenigstens ein Arretierelement (19) aufweist und das Aufnahmeelement (18) des Verstellelements (16) wenigstens zwei Fortsätze (33) bildet, die im Betrieb mit dem Arretierelement (19) Zusammenwirken, sodass das Arretierelement (19) wenigstens teilweise mit den bei einer Positionsänderung des zweiten und/oder dritten
Schiebenockenelements (12b, 12c) wirkenden Kräften beaufschlagbar ist.
32. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
in einem Zylinderkopf (25), insbesondere in einer Zylinderhaube, ein Anschlag (26) ausgebildet ist und das Verstellelement (16) ein
Anschlagselement (27) aufweist, das mit dem Anschlag (26) im
Zylinderkopf (25) zusammenwirkt derart, dass die axiale Verschiebung des Verstellelements (16) begrenzt ist.
33. Schiebenockensystem nach Anspruch 32,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Aufnahmeelement (18) das Anschlagelement (27) ist und im Betrieb die axiale Verschiebung des Verstellelements (16) begrenzt.
34. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Verstellelement (16) in Verschieberichtung wenigstens ein
Anschlagende (42) aufweist, das im Betrieb mit einem Gegenstück, insbesondere dem Zylinderkopf (25), zusammenwirkt derart, dass die axiale Verschiebung des Verstellelements (16) begrenzt ist.
35. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Arretierelement (19) drehfest auf der Trägerwelle (11) angeordnet und entlang einer Längsrichtung der Trägerwelle (11) verschiebbar ist, wobei das Arretierelement (19) im Zylinderkopf (25), insbesondere in der Zylinderkopfhaube, axial geführt ist.
36. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass das Arretierelement (19) drehfest auf der Trägerwelle (11) angeordnet ist und in Längsrichtung der Trägerwelle (11) fixiert ist.
37. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Verstellelement (16) in einem Drehwinkel versetzt zu dem wenigstens einen Aktuator-Pin (15) angeordnet ist.
38. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die zweite Schaltnut (14b) an einem axialen Ende des ersten
Schiebenockenelements (12a) neben der ersten Schaltnut (14a) angeordnet ist oder die zweite Schaltnut (14b) zwischen zwei axialen Enden des ersten Schiebenockenelements (12a) angeordnet ist, wobei sich die zweite Schaltnut (14b) im Wesentlichen auf dem gesamten Umfang des ersten Schiebenockenelementes (12a) erstreckt.
39. Schiebenockensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
die erste Schaltnut (14a) des ersten Schiebenockenelements (12a) wenigstens abschnittsweise Y-förmig oder wenigstens abschnittsweise S- förmig ist.
40. Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle (10) umfassend eine Trägerwelle (11) mit wenigstens zwei Doppelschiebenockenelementen (12a', 12b'), die jeweils dazu ausgebildet sind, Ventile von zwei Zylindern zu steuern, wobei die
Doppelschiebenockenelemente (12a', 12b') jeweils eine Schaltkulisse (13) mit wenigstens einer Schaltnut (14) und wenigstens einen
Nockenabschnitt (29) mit wenigstens einer Hubnockenkontur (31) umfassen, wobei die Doppelschiebenockenelemente (12a', 12b') durch wenigstens einen Aktuator-Pin (15) axial zur Trägerwelle (11)
verschiebbar sind, und wobei wenigstens ein Verstellelement (16) parallel zu einer Längsachse der Trägerwelle (11) angeordnet ist, das in Richtung der Längsachse der Trägerwelle (11) axial verschiebbar ist,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Verstellelement (16) wenigstens zwei Kopplungs-Pins (17a', 17b') aufweist, wobei ein erster Kopplungs-Pin (17a') im Bereich des ersten Doppelschiebenockenelements (12a') angeordnet ist und ein zweiter Kopplungs-Pin (17b') im Bereich des zweiten
Doppelschiebenockenelements (12b') angeordnet ist und die Kopplungs- Pins (17a', 17b') jeweils mit einer Schaltkulisse (13) des jeweils
zugehörigen Doppelschiebenockenelements (12a', 12b') Zusammenwirken derart, dass durch das Verstellelement (16) eine durch den Aktuator-Pin (15) eingeleitete Bewegung des ersten Doppelschiebenockenelements (12a') auf das zweite Doppelschiebenockenelement (12b') übertragbar ist.
41. Motor mit wenigstens einem Schiebenockensystem, insbesondere
mehreren Schiebenockensystemen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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