WO2007009565A1 - Ventiltrieb für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2007009565A1
WO2007009565A1 PCT/EP2006/006292 EP2006006292W WO2007009565A1 WO 2007009565 A1 WO2007009565 A1 WO 2007009565A1 EP 2006006292 W EP2006006292 W EP 2006006292W WO 2007009565 A1 WO2007009565 A1 WO 2007009565A1
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valve
support
valve drive
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PCT/EP2006/006292
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Stephan Möck
Arndt Ihlemann
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Schaeffler Kg
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Publication date
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    • Y10T74/20882Rocker arms

Definitions

  • the invention relates to a valve train for an internal combustion engine, in which an axially displaceable cam with two cam tracks acts on a lever which actuates a valve of the internal combustion engine.
  • a camshaft is arranged on the axially displaceable in three locking positions a cam with three axially adjacent cam tracks with different Hubprofilen.
  • a drag lever cooperates in each case with a cam track for actuating a gas exchange valve.
  • a change of a cam track and thus a change from a detent position to another detent position via radially actuated pins which can occur in the circumferential direction of the cam grooves, wherein the grooves have an axial component for bringing about the axial movement of the cam.
  • the present invention has for its object to propose a valve train with improved possibilities for influencing the Hubprofils under consideration of the space requirements.
  • the stroke movement of a valve of an internal combustion engine ie its phase position and / or the stroke as a function of the angle of rotation, is determined by a lever, in particular a (roller) drag lever or else a rocker arm.
  • the invention is based on the finding that the position of a connection point for the valve on the lever is dependent on the position of two characteristic points of the lever, namely on the one hand the contact point of the lever on a cam track and on the other hand on a support point, which forms a bearing point. depends.
  • not only one of the aforementioned characteristic points is acted upon, but on both characteristic points, namely the support point of the lever on the one hand and the effective cam track on the other hand, resulting in improved possibilities for changing the Hubprofils:
  • the support or bearing point is arranged approximately stationary, while a pivoting of the lever takes place as a result of the cam. Since the cam is axially displaceable, so that in a first axial position, a first cam is effective and in a second axial position, a second cam is effective, two different Hubprofile are already possible for this first possibility, with regard to the Hubverlaufes and / or of the phase angle can differ from each other.
  • a superposition of two movements namely on the one hand as a result of the adjusting movement, which is achieved by the cam, and on the other hand, due to a movement of the support point, can be achieved.
  • the stroke caused by the cam can be increased or decreased.
  • the same movement of the support point (or a different movement of the support point) in conjunction with both the first cam as can also be used with the second cam track.
  • a movement between different, discrete and effective for several revolutions of the camshaft positions is possible.
  • a position of the support point which is variable with one revolution of the camshaft and which can result from active actuating means or from passive elements is possible.
  • the support point is formed with a support element, which is switchable with a first switching position in which the support point is fixed, and with a second switching position in which the support point is movable during rotation of the camshaft.
  • first switching position the movement of the lever and thus the lifting profile of the valve are primarily dictated by the first cam track substantially in the first axial position of the cam, while in the second axial position the second cam track determines the lifting profile.
  • second switching position the lifting profile results from a superposition of the movements of the support point and the respectively effective cam track.
  • the support element having a valve clearance compensation element, which does not serve to change the Hubprofiles, but the compensation of an undesirable game.
  • a further embodiment of the invention is of particular importance in connection with a deactivation of the valve, in particular in conjunction with a cylinder deactivation.
  • the valve should remain in its closed position.
  • the cam track is selected which has the smallest stroke.
  • the support element is spent in the second switching position, in which the support point is movable during rotation of the camshaft.
  • the support point corresponding to the rotation of the cam track and its stroke suitable for, so that the lever pivots in this case to the attachment point of the valve.
  • This so-called “idle stroke" of the support element is dimensioned in such a way that, during one revolution around the associated cam track, the support point is moved by approximately the idle stroke in one direction and then back again, while the valve remains at least largely stationary.
  • the idle stroke of the support element can be reduced compared to comparable idle support elements in conjunction with axially non-displaceable cams with only one cam track. This results in a reduced longitudinal extent of the support element, which can be of decisive advantage in the case of cramped installation conditions in the region of a cylinder head.
  • the support member in the second switching position can continue to be effected in a simple way a cylinder deactivation.
  • a control device (or control device) which acts on suitable actuators, which on the one hand can influence and predetermine the axial position of the cam and on the other hand can transfer the support element into the respective shift positions.
  • the control device and the actuators can in this case be of any desired design, for example electrically, electromagnetically, hydraulically and / or controlled by suitable CPUs.
  • the actuation of the actuators is such that in a first phase of operation, the support element is set, while in the cam a first Cam track, preferably with a large lift profile, is effective. In a second phase of operation, the support element is also fixed, while in the cam, the other cam track, for example, the cam track with a smaller stroke, is effective.
  • a particularly compact device for controlling a plurality of valves can be provided by the fact that two cams with two cam tracks are displaced together, for example by the two cams are rigidly interconnected.
  • the cam tracks acting on the associated valves can be correlated with each other in a particularly reliable manner.
  • the effort for the actuators to influence the axial position of the cams can be reduced because not necessarily a separate actuator is required for each cam.
  • cylinder deactivation or a desired reduced stroke can only be achieved if the support point is displaceable in the range between 6 and 12 mm. Due to the inventive superposition of the movement of the support element on the one hand and the different cam tracks on the other hand, a support element can be used, which is displaceable only less than 5 mm, preferably 2 to 4 mm and in particular 2.5 to 3.5 mm.
  • FIG. 1 shows a roller cam follower which actuates a valve in one end region, is centrally connected to a cam track via a roller and is mounted in another end region via a support element;
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view of a camshaft with axially displaceable cams and roller cam followers supported by supporting elements.
  • FIG. 1 shows a valve drive 10, in which a lever 11 is in an end region 12 in operative connection with a valve 13, so that the valve 13 performs an opening and closing movement in accordance with the movement and pivoting of the lever 11.
  • the lever 11 In the end region 14 opposite the end region 12, the lever 11 is supported in a support point 15 with respect to a support element 16.
  • the position of the end portion 12 and thus the position of the valve 13 may be via a change in the distance of a contact point 19 of a cam track 20 from the longitudinal axis 21st an associated camshaft 22 and / or a movement of the support point 15 as a result of a change of the support element 16 are changed.
  • FIG. 2 shows a camshaft 22, by way of which six valves 13 are actuated, of which in particular two valves each are assigned to a combustion chamber as intake or exhaust valves. Each valve is associated with a respective lever 11 and a support element 16 corresponding to FIG.
  • two cams 17, 23 are rigidly connected to one another via a connecting region 24 and are displaceable axially relative to the camshaft 22 in the direction of the longitudinal axis 21 -21, but are connected in a form-fitting manner with the latter in the circumferential direction.
  • Each cam 17, 23 has a first cam track 25 and a second cam track 26, which adjoin one another directly in the axial direction, ie in the direction of the longitudinal axis 21 - 21 and have different stroke profiles, in particular different Hubverstructure, different maximum strokes and different phase angles.
  • the actuators 27, 28 act on the structural units in the end regions.
  • the actuators 27, 28 have pins 29, 30 which can be moved in and out transversely to the longitudinal axis 21 and which, in the extended state, can enter scenes or grooves 31, 32 arranged in the end regions of the abovementioned structural unit, the grooves 31, 32 not being complete are oriented in the circumferential direction, but are slightly inclined in the axial direction, whereby an axial stroke is effected.
  • any configuration may be employed which involves the use of different cam tracks by the same lever as a result of axial displacement of the cam, cam track or camshaft itself.
  • intersecting sliding grooves can be used for different axial stroke directions, in which only a single pin is introduced for a stroke in both axial directions.
  • a bearing of the camshaft, with respect to which the assembly is displaceable take place via the lateral surface of the assembly, in which case the bearing is designed as an axially displaceable, pure radial bearing.
  • the bearing is designed as an axially displaceable, pure radial bearing.
  • a lateral surface between two cams of the assembly is utilized, wherein a suitable displacement in the region of this lateral surface is provided.
  • any actuators or support elements 16 can be used. This can be the Support member 16 in addition to a shift of the support point 15 take on more functions, for example, contain a valve clearance compensation element.
  • an adjustable to three different Hubverrise support 16 can be used.
  • the lever is formed in two parts and has two fingers.
  • the fingers are applied to different portions of the support element, wherein the respective effective portion is switchable via a shift rod.
  • the fingers can interact with different cams, namely a large-stroke cam and a small-stroke cam, or cooperate with different cam tracks with the present invention, so that different cam tracks can be used even without axial displacement by the same lever in accordance with the switching rod. wherein different transmission mechanisms to the valve are selectable by the different fingers.
  • a support element can be switched via an electromagnetic actuator via a rotation so that either the support element is fixed or can perform a relative movement, so that no effective support by the support element is present.
  • a switchable support element can ensure a zero stroke in a switching position, wherein to avoid Faulty switching means are used which cause a lock in response to a pivot angle of the shift lever.
  • a switchable support member in which a longitudinally displaceable and rotatable shift rod is used, which cooperates with a sleeve having a coupling and a decoupling, which cause a circuit of the support element. Accordingly, a circuit can take place only when the cooperating with the cam cam in the region of the base circle of the cam or the cam track.
  • a switchable support element according to DE 100 55 014 A1 can be used, in which an outer and an inner anti-rotation device are designed as one component.
  • a switchable support element with reduced overall height and simple supply of a hydraulic medium to a clearance compensation element results from DE 101 22 373 A1.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einem veränderlichen Hubprofil für ein Ventil (13). Erfindungsgemäß ist ein Hebel (11) an einem verschieblichen Abstützpunkt über ein schaltbares Abstützelement (16) abgestützt, wodurch erste Möglichkeiten zur Beeinflussung des Hubprofils gegeben sind. Alternativ oder kumulativ findet eine axiale Verschiebung eines Nockens (17, 23) Einsatz, so dass unterschiedliche Nockenbahnen (25, 26) an dem Hebel (11) wirksam sind. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können die Möglichkeiten für eine Variation des Hubprofiles erweitert werden oder bei gleichen Variationsmöglichkeiten kann das Abstützelement (16) mit verringerter Längserstreckung und kleinerem Leerhub ausgebildet werden.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, bei dem ein axial verschieblicher Nocken mit zwei Nockenbahnen auf einen Hebel einwirkt, der ein Ventil der Brennkraftmaschine betätigt.
Hintergrund der Erfindung
Aus DE 196 11 641 C1 ist eine Nockenwelle bekannt, auf der axial in drei Rastpositionen verschieblich ein Nocken mit drei axial nebeneinander liegenden Nockenbahnen mit unterschiedlichen Hubprofilen angeordnet ist. In den drei Rastpositionen wirkt ein Schlepphebel jeweils mit einer Nockenbahn zur Betätigung eines Gaswechselventils zusammen. Ein Wechsel einer Nockenbahn und damit ein Wechsel von einer Rastposition zu einer anderen Rastposition erfolgt über radial betätigbare Stifte, die in Umfangsrichtung des Nockens verlaufende Nuten eintreten können, wobei die Nuten eine axiale Komponente zur Herbeiführung der Axialbewegung des Nockens aufweisen.
Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb mit verbesserten Möglichkeiten zur Beeinflussung des Hubprofils unter Beachtung der Bauraumanforderungen vorzuschlagen.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Pa- tentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich entsprechend den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche 2 bis 6.
Erfindungsgemäß wird die Hubbewegung eines Ventils einer Brennkraftmaschi- ne, also dessen Phasenlage und/oder der Hub als Funktion des Drehwinkels, durch einen Hebel, insbesondere einen (Rollen)Schlepphebel oder auch einen Kipphebel, vorgegeben. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Lage eines Anbindungspunktes für das Ventil an dem Hebel von der Lage von zwei charakteristischen Punkten des Hebels, nämlich einerseits dem Kontakt- punkt des Hebels an einer Nockenbahn und andererseits an einem Abstützpunkt, der einen Lagerpunkt bildet, abhängt. Erfindungsgemäß wird nicht lediglich auf einen der vorgenannten charakteristischen Punkte eingewirkt, sondern auf beide charakteristischen Punkte, nämlich den Abstützpunkt des Hebels einerseits und die wirksame Nockenbahn andererseits, wodurch sich verbesserte Möglichkeiten für eine Veränderung des Hubprofils ergeben:
Gemäß einer ersten Möglichkeit ist der Abstütz- oder Lagerpunkt ungefähr ortsfest angeordnet, während eine Verschwenkung des Hebels in Folge des Nockens erfolgt. Da der Nocken axial verschieblich ist, so dass in einer ersten axialen Position eine erste Nockenbahn wirksam ist und in einer zweiten axialen Position eine zweite Nockenbahn wirksam ist, sind für diese erste Möglichkeit bereits zwei unterschiedliche Hubprofile möglich, die sich hinsichtlich des Hubverlaufes und/oder des Phasenwinkels voneinander unterscheiden können.
Entsprechend einer zweiten Möglichkeit kann eine Superposition von zwei Bewegungen, nämlich einerseits in Folge der Stellbewegung, die durch den Nocken erzielt wird, und andererseits in Folge einer Bewegung des Abstützpunktes, erzielt werden. Durch eine geeignete Beein- flussung des Abstützpunktes kann der durch den Nocken hervorgerufene Hub vergrößert oder verkleinert werden. Hierbei kann dieselbe Bewegung des Abstützpunktes (oder eine abweichende Bewegung des Abstützpunktes) in Verbindung sowohl mit der ersten Nockenbahn als auch mit der zweiten Nockenbahn eingesetzt werden.
Für eine Bewegung des Abstützpunktes ist eine Bewegung zwischen unterschiedlichen, diskreten und für mehrere Umläufe der Nockenwelle wirksamen Positionen möglich. Alternativ oder zusätzlich ist eine mit einem Umlauf der Nockenwelle variable Position des Abstützpunktes möglich, die sich durch aktive Stellmittel oder durch passive Elemente ergeben kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstützpunkt mit einem Abstützelement gebildet, welches schaltbar ist mit einer ersten Schaltstellung, in der der Abstützpunkt fest ist, und mit einer zweiten Schaltstellung, in der der Abstützpunkt während einer Drehung der Nockenwelle bewegbar ist. In der ersten Schaltstellung wird damit im wesentlichen in der ersten axialen Position des Nockens die Bewegung des Hebels und damit das Hubprofil des Ven- tils vorrangig von der ersten Nockenbahn vorgegeben, während in der zweiten axialen Position die zweite Nockenbahn das Hubprofil bestimmt. Hingegen ergibt sich in der zweiten Schaltstellung das Hubprofil durch eine Superposition der Bewegungen des Abstützpunktes und der jeweils wirksamen Nockenbahn.
Zusätzlich zu den vorgenannten Freiheitsgraden und Stellmöglichkeiten kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Abstützelement ein Ventilspielausgleichselement aufweisen, welches nicht einer Veränderung des Hubprofiles dient, sondern dem Ausgleich eines unerwünschten Spieles.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist von besonderer Bedeutung im Zusammenhang mit einer Deaktivierung des Ventils, insbesondere in Verbindung mit einer Zylinderabschaltung. In diesem Fall soll das Ventil in seiner Schließstellung verharren. Erfindungsgemäß wird zur Herbeiführung eines derartigen ruhenden Ventils trotz eines rotierenden Nockens zunächst die Nocken- bahn ausgewählt, die den kleinsten Hub aufweist. Außerdem wird das Abstützelement in die zweite Schaltstellung verbracht, in der der Abstützpunkt während einer Drehung der Nockenwelle bewegbar ist. Demgemäß gibt nach dieser Ausgestaltung der Abstützpunkt entsprechend der Drehung der Nockenbahn und dessen Hub geeignet nach, so dass der Hebel in diesem Fall um den An- bindungspunkt des Ventils verschwenkt. Dieser so genannte "Leerhub" des Abstützelements ist dabei derart dimensioniert, dass während eines Umlaufs um die zugeordnete Nockenbahn der Abstϋtzpunkt um ungefähr den Leerhub in eine Richtung und dann wieder zurück bewegt wird, während das Ventil zumindest weitestgehend unbewegt bleibt.
Damit, dass ein derartiger Leerhub eines Abstützelementes verbunden wird mit einem axial verlagerbaren Nocken mit Nockenbahnen unterschiedlicher Hübe, kann der Leerhub des Abstützelements gegenüber vergleichbaren, einen Leerhub aufweisenden Abstützelementen in Verbindung mit axial nicht verlagerbaren Nocken mit nur einer Nockenbahn verringert werden. Dies hat eine verringerte Längserstreckung des Abstützelements zur Folge, was bei den beengten Einbauverhältnissen im Bereich eines Zylinderkopfes von entscheidendem Vor- teil sein kann.
Weiterhin kann erfindungsgemäß die Nockenbahn mit einem kleineren Hub einerseits mit dem Abstützelement in der ersten Schaltstellung, also mit ungefähr festem Abstützpunkt, betrieben werden, was sich beispielsweise für einen Betrieb der Brennkraftmaschine mit verringerter Leistung, verringertem Drehmoment und/oder verringerter Drehzahl eignen kann. Mit derselben Nockenbahn, aber mit dem Abstützelement in der zweiten Schaltstellung kann weiterhin auf einfache Weise eine Zylinderabschaltung bewirkt werden.
Für eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung des Ventiltriebes ist eine Steuereinrichtung (bzw. Regeleinrichtung) vorgesehen, die auf geeignete Aktu- atoren einwirkt, die einerseits die axiale Position des Nockens beeinflussen und vorgeben können sowie andererseits das Abstützelement in die jeweiligen Schaltstellungen überführen können. Die Steuereinrichtung sowie die Aktuato- ren können hierbei beliebig ausgebildet sein, beispielsweise elektrisch, elektromagnetisch, hydraulisch und/oder über geeignete CPUs angesteuert werden. Die Ansteuerung der Aktuatoren erfolgt derart, dass in einer ersten Betriebsphase das Abstützelement festgesetzt ist, während in dem Nocken eine erste Nockenbahn, vorzugsweise mit einem großen Hubprofil, wirksam ist. In einer zweiten Betriebsphase ist ebenfalls das Abstützelement festgesetzt, während bei den Nocken die andere Nockenbahn, beispielsweise die Nockenbahn mit kleinerem Hub, wirksam ist. Für eine Veränderung des Hubes bei wirksamer zweiter Nockenbahn, insbesondere für einen Nullhub kann in einer dritten Betriebsphase das Abstützelement in die zweite Schaltstellung verbracht werden, so dass neben der Bewegung des Kontaktpunktes zwischen Hebel und Nockenbahn auch der Abstützpunkt des Hebels an dem Abstützelement veränderlich ist.
Eine besonders kompakte Einrichtung zur Ansteuerung mehrerer Ventile kann dadurch bereitgestellt werden, dass zwei Nocken mit jeweils zwei Nockenbahnen gemeinsam verschieblich sind, beispielsweise indem die beiden Nocken starr miteinander verbunden sind. Durch eine derartige gemeinsame Verschie- bung der Nocken können einerseits die an den zugeordneten Ventilen wirksamen Nockenbahnen besonders zuverlässig miteinander korreliert werden. Weiterhin kann der Aufwand für die Aktuatoren zur Beeinflussung der axialen Position der Nocken reduziert werden, da nicht für jeden Nocken zwingend ein separater Aktuator erforderlich ist.
Für Rollenschlepphebel gemäß dem Stand der Technik, die mit nicht axial verschieblichen Nocken mit lediglich einer Nockenbahn zusammenwirken, ist eine Zylinderabschaltung oder ein gewünschter verringerter Hub lediglich herbeiführbar, wenn der Abstützpunkt im Bereich zwischen 6 und 12 mm ver- schieblich ist. Durch die erfindungsgemäße Superposition der Bewegung des Abstützelementes einerseits und den unterschiedlichen Nockenbahnen andererseits kann ein Abstützelement Einsatz finden, welches lediglich weniger als 5 mm verschieblich ist, vorzugsweise 2 bis 4 mm und insbesondere 2,5 bis 3,5 mm.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
Figur 1 einen Rollenschlepphebel, der in einem Endbereich ein Ventil be- tätigt, mittig mit einer Nockenbahn über eine Rolle in Wirkverbindung steht und in einem anderen Endbereich über ein Abstützelement gelagert ist;
Figur 2 eine räumliche Darstellung einer Nockenwelle mit axial ver- schieblichen Nocken und über Abstützelemente abgestützten Rollenschlepphebeln.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Figur 1 zeigt einen Ventiltrieb 10, in dem ein Hebel 11 in einem Endbereich 12 in Wirkverbindung mit einem Ventil 13 steht, so dass das Ventil 13 nach Maßgabe der Bewegung und Verschwenkung des Hebels 11 eine Öffnungs- und Schließbewegung ausführt. In dem dem Endbereich 12 gegenüberliegenden Endbereich 14 ist der Hebel 11 in einem Abstützpunkt 15 gegenüber einem Abstützelement 16 abgestützt. Zwischen den Endbereichen 12, 14 wirkt auf den Hebel 11 ein Nocken 17, hier unter Zwischenschaltung einer Rolle 18. Die Position des Endbereiches 12 und damit die Stellung des Ventiles 13 kann über eine Veränderung des Abstandes eines Kontaktpunktes 19 einer Nockenbahn 20 von der Längsachse 21 einer zugeordneten Nockenwelle 22 und/oder über eine Bewegung des Abstützpunktes 15 in Folge einer Veränderung des Abstützelementes 16 verändert werden.
Figur 2 zeigt eine Nockenwelle 22, über die sechs Ventile 13 angesteuert werden, von denen insbesondere jeweils zwei Ventile einem Brennraum als Ein- lass- oder Auslassventile zugeordnet sind. Jedem Ventil ist jeweils ein Hebel 11 und ein Abstützelement 16 entsprechend Figur 1 zugeordnet. Jeweils zwei Nocken 17, 23 sind über einen Verbindungsbereich 24 starr miteinander verbunden und axial in Richtung der Längsachse 21 -21 gegenüber der Nockenwelle 22 verschieblich, aber in Umfangsrichtung formschlüssig mit dieser verbunden. Jeder Nocken 17, 23 besitzt eine erste Nockenbahn 25 sowie eine zweite Nockenbahn 26, die in axialer Richtung, also in Richtung der Längsachse 21 -21 , unmittelbar aneinander angrenzen und unterschiedliche Hubprofile aufweisen, insbesondere unterschiedliche Hubverläufe, unterschiedliche maximale Hübe und unterschiedliche Phasenwinkel.
Zur axialen Verschiebung der mit den Nocken 17, 23 und dem Verbindungsbereich 24 gebildeten axial verschieblichen Baueinheit wirken in den Endbereichen auf die Baueinheiten zwei Aktuatoren 27, 28 ein. Die Aktuatoren 27, 28 besitzen quer zur Längsachse 21 ein- und ausfahrbare Stifte 29, 30, die in ausgefahrenem Zustand in in den Endbereichen der vorgenannten Baueinheit an- geordnete Kulissen oder Nuten 31 , 32 eintreten können, wobei die Nuten 31 , 32 nicht vollständig in Umfangsrichtung orientiert sind, sondern geringfügig in axialer Richtung geneigt sind, wodurch ein Axialhub bewirkt wird.
Für eine Bereitstellung einer axialen Verschieblichkeit des Nockens kann eine beliebige Ausgestaltung eingesetzt werden, die die Nutzung unterschiedlicher Nockenbahnen durch denselben Hebel in Folge einer axialen Verschiebung des Nockens, der Nockenbahn oder der Nockenwelle selber beinhaltet.
Lediglich beispielhaft wird auf folgende Ausgestaltungsmöglichkeiten für die axiale Verschieblichkeit des Nockens hingewiesen:
Möglich ist eine Ausgestaltung entsprechend der eingangs erwähnten DE 196 11 641 mit einer Rasteinrichtung zur Festlegung der axialen Po- sition, drei nebeneinander liegenden Nockenbahnen und zwei gegenläufigen Nuten zur Ermöglichung des Axialhubes mit vier radial betätigten Stiften. Möglich ist ebenfalls gemäß DE 199 45 340 A1 , dass eine Nockenbahn mit einem Nullhubnocken Einsatz findet. Weiterhin kann gemäß dieser Druckschrift der Aktuator zur Betätigung des Führungsstiftes mit dem Führungsstift in dem Nockenfolger integriert sein.
Gemäß DE 101 48 177 A1 können sich kreuzende Verschiebenuten für unterschiedliche axiale Hubrichtungen eingesetzt werden, in die für einen Hub in beide axiale Richtungen lediglich ein einziger Stift eingebracht wird.
Entsprechend DE 101 48 179 A1 kann eine Lagerung der Nockenwelle, gegenüber welcher die Baueinheit verschieblich ist, über die Mantelfläche der Baueinheit erfolgen, wobei in diesem Fall die Lagerung als axial verschieblich, reine radiale Lagerung ausgebildet ist. Vorzugsweise wird eine Mantelfläche zwischen zwei Nocken der Baueinheit ausgenützt, wobei ein geeigneter Verschiebeweg im Bereich dieser Mantelfläche vorzusehen ist.
Ergänzend kann gemäß DE 101 48 243 A1 im Bereich des vorgenannten Lagers auch eine Rastierung der Baueinheit im Bereich des Lagers erfolgen, wobei das Lager die Baueinheit gegenüber dem Zylinderkopf abstützt.
- Ebenfalls möglich ist gemäß DE 103 30 871 A1 die kombinierte Verwendung einer axialen Verstellung eines Nockens mit einem Nockenwellen- versteller, mittels welchem die Phase der Nockenwelle verändert werden kann, insbesondere in Bauform als Einfach- oder Doppelinnenexzentergetriebe, als Taumel-, Wolfrom-, Planeten-, Harmonic-Drive, Kegelrad- oder Schneckengetriebe.
Hinsichtlich einer Beeinflussung der Position des Abstützpunktes 15 können beliebige Aktuatoren oder Abstützelemente 16 Einsatz finden. Hierbei kann das Abstützelement 16 neben einer Verschiebung des Abstützpunktes 15 weitere Funktionen übernehmen, beispielsweise ein Ventilspielausgleichselement enthalten.
Lediglich beispielhaft wird auf folgende Ausgestaltungsformen eines Abstützelementes 16 hingewiesen, die im Zuge der Erfindung Einsatz finden können:
Gemäß DE 40 00 531 A1 kann ein hydraulisch beaufschlagter, federbelasteter Kolben entsprechend dem Hydraulikzustand unterschiedliche Positionen und/oder Bewegungen des Abstützpunktes 15 gewährleisten.
Gemäß DE 199 30 573 A1 kann ein auf drei unterschiedliche Hubverläufe einstellbares Abstützelement 16 Einsatz finden. Vorzugsweise ist in diesem Fall der Hebel zweiteilig ausgebildet und weist zwei Finger auf. Die Finger liegen an unterschiedlichen Abschnitten des Abstützelementes an, wobei der jeweils wirksame Abschnitt über eine Schaltstange schaltbar ist. Gemäß DE 199 30 574 A1 können die Finger mit unterschiedlichen Nocken, nämlich einem Großhubnocken und einem Kleinhubnocken, zusammenwirken oder aber mit der vorliegenden Erfindung mit unterschiedlichen Nockenbahnen zusammenwirken, so dass auch ohne axiale Verlagerung durch denselben Hebel nach Maßgabe der Schaltstange unterschiedliche Nockenbahnen einsetzbar sind, wobei durch die unterschiedlichen Finger unterschiedliche Übertragungsmechanismen zum Ventil wählbar sind.
Gemäß DE 198 19 068 A1 kann ein Abstützelement über ein elektromagnetisches Stellglied über ein Verdrehung so geschaltet werden, dass entweder das Abstützelement festgesetzt ist oder eine Relativbewegung ausführen kann, so dass keine wirksame Abstützung durch das Abstütz- element vorhanden ist.
Gemäß DE 198 38 909 A1 kann ein schaltbares Abstützelement in einer Schaltstellung einen Nullhub gewährleisten, wobei zur Vermeidung von Fehlschaltungen Sperrmittel eingesetzt sind, die eine Sperrung in Abhängigkeit von einem Schwenkwinkel des Schalthebels bewirken.
Aus DE 199 30 572 A1 ist ein schaltbares Abstützelement bekannt, bei dem eine längsverschiebliche und verdrehbare Schaltstange Einsatz findet, die mit einer Hülse zusammenwirkt, die einen Koppel- und einen Entkoppelabschnitt aufweist, die eine Schaltung des Abstützelementes bewirken. Demgemäß kann eine Schaltung erst dann erfolgen, wenn der mit dem Hebel zusammenwirkende Nocken im Bereich des Grundkreises des Nockens bzw. der Nockenbahn ist.
Ebenfalls kann ein schaltbares Abstützelement gemäß DE 100 55 014 A1 Einsatz finden, bei dem eine äußere und eine innere Verdrehsicherung als ein Bauteil ausgeführt sind.
Ein schaltbares Abstützelement mit verringerter Bauhöhe und einfacher Zuführung eines Hydraulikmittels zu einem Spielausgleichselement ergibt sich aus DE 101 22 373 A1.
- Eine verbesserte hydraulische Beaufschlagung eines schaltbaren Abstützelementes ergibt sich beispielsweise aus DE 103 30510 A1.
- Der Einsatz von Materialien wie glas- oder kohlefaserverstärkter Kunststoff, insbesondere für einen Druckkolben, ist aus DE 103 32 362 A1 bekannt.
Ein weiteres bekanntes schaltbares Abstützelement ergibt sich aus DE 102 47 949 A1.
Erfindungsgemäß kann eine Kombination der zuvor aufgelisteten Ausgestaltungsformen für eine Ermöglichung einer axialen Verschieblichkeit eines No- ckens zur Aktivierung von zwei Nockenbahnen mit den unterschiedlichen genannten Ausfϋhrungsformen für Abstϋtzelemente erfolgen.
Bezugszeichenliste
10 Ventiltrieb
11 Hebel
12 Endbereich
13 Ventil
14 Endbereich
15 Abstützpunkt
16 Abstϋtzelement
17 Nocken
18 Rolle
19 Kontaktpunkt
20 Nockenbahn
21 Längsachse
22 Nockenwelle
23 Nocken
24 Verbindungsbereich
25 erste Nockenbahn
26 zweite Nockenbahn
27 Aktuator
28 Aktuator
29 Stift
30 Stift
31 Nut
32 Nut

Claims

Patentansprüche
1. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einem ein Ventil (13) öffnenden und schließenden Hebel (11), welcher von einem Nocken (17, 23) einer Nockenwelle (22) gegenüber einem Abstützpunkt (15) verschwenkbar ist, wobei a) der Nocken (17, 23) in eine erste axiale Position und eine zweite axiale Position verschieblich ist, - eine erste, in der ersten axialen Position wirksame Nockenbahn (25) und eine zweite, in der zweiten axialen Position wirksame Nockenbahn (26) aufweist und b) der Abstützpunkt (15) zur Veränderung der Hubbewegung des Ventils (13) veränderlich ist.
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützpunkt (15) mit einem Abstützelement (16) gebildet ist, welches schaltbar ist mit einer ersten Schaltstellung, in der der Abstützpunkt (15) fest ist, und einer zweiten Schaltstellung, in der der Abstützpunkt (15) während einer Drehung der Nockenwelle bewegbar ist.
3. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (16) ein Ventilspielausgleichelement aufweist.
4. Ventiltrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nockenbahn (26) einen kleineren Hub aufweist als die erste Nockenbahn (25) und ein möglicher Leerhub des Abstützelementes (16) in der zweiten Schaltstellung derart dimensioniert ist, dass während eines Umlaufs um die gesamte zweite Nockenbahn (26) der Abstützpunkt (15) um ungefähr den Leerhub in eine Richtung und dann wieder zurück bewegt wird, während das Ventil (13) zumindest weitestgehend unbewegt bleibt.
5. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die mit Aktuatoren (27, 28) verbunden ist, die eine Verschiebung des Nockens (17, 23) in die erste und zweite axiale Position sowie eine Überführung des Abstützelementes (16) in die erste und die zweite Schaltstellung bewirken, wobei die Steuereinrichtung derart gestaltet ist, dass in einer ersten Betriebsphase das Abstützelement (16) in der ers- ten Schaltstellung und der Nocken (17, 23) in der ersten axialen
Position angeordnet ist, in einer zweiten Betriebsphase das Abstützelement (16) in der ersten Schaltstellung und der Nocken (17, 23) in der zweiten axialen Position angeordnet ist und - in einer dritten Betriebsphase das Abstützelement (16) in der zweiten Schaltstellung und der Nocken (17, 23) in der zweiten axialen Position angeordnet ist.
6. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwei Nocken (17, 23) mit jeweils zwei Nockenbahnen (25, 26) gemeinsam verschieblich sind.
7. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützpunkt (15) in der zweiten Schaltstellung weniger als fünf Millimeter verschieblich ist.
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