WO2012045515A1 - Aktorvorrichtung zur verstellung eines schiebenockensystems - Google Patents

Aktorvorrichtung zur verstellung eines schiebenockensystems Download PDF

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WO2012045515A1
WO2012045515A1 PCT/EP2011/064329 EP2011064329W WO2012045515A1 WO 2012045515 A1 WO2012045515 A1 WO 2012045515A1 EP 2011064329 W EP2011064329 W EP 2011064329W WO 2012045515 A1 WO2012045515 A1 WO 2012045515A1
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actuator device
ball
locking
engagement pin
housing
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PCT/EP2011/064329
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Inventor
Robert Heinemann
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2101—Cams

Definitions

  • Actuator device of a sliding cam system with at least one sliding cam and with at least one engaging pin projecting from a housing, the housing being attachable to a component of a cylinder head or to the cylinder head of an internal combustion engine and the engagement pin being contactable with at least one groove of the sliding cam system comprising at least one Ejection ramp, and wherein the engagement pin is spring-loaded in the direction of the shift cam.
  • Such a generic actuator device is known from DE-102 40 774 A1.
  • activation of the engagement pin takes place by energizing a coil, whereby a magnetic field is generated, which is directed against the field of a permanent magnet and displaces it.
  • the displacement of the field causes a reduction in the holding force between the permanent magnet and the coil core, so that the magnetic field generated by the coil and the force of a force acting on the engagement pin spring the Extend engagement pin so that it engages in the groove of the sliding cam system and, as desired, causes a displacement of the sliding cam.
  • Object of the present invention is to modify an actuator device with the features described above so that the disadvantages described are avoided and only a few components are needed, so that the assembly and installation costs are reduced.
  • the control should also be effective quickly.
  • the object of the invention is achieved in that the / the engagement pin (s) or at least one connected to the engagement pins component in its retracted, the groove facing away from the position by means of a lockable latching device can be fixed.
  • the latching device has at least one latching element which is in operative connection with at least one latching groove on the engagement pin or the component.
  • the latching element which is preferably designed as a ball, guided in a shift gate radially to the engagement pin and fixed transversely thereto.
  • the detent groove is adapted to the detent element head or the ball and encloses this only so far that a transverse movement between the detent groove and the detent element head or the ball solves the catch. So as soon as the locking element or the ball exits the locking groove, because they are no longer held in the locking groove, there is a short-term release of the engagement pin, which can then contact the groove of the sliding cam system.
  • the speed of the exit of the engagement pin from the housing is significant because the sliding cam system is located on a rotating shaft which rotates at half speed of the crankshaft number of the internal combustion engine.
  • the leadership of the locking element or the ball is designed as a bore in the shift gate, wherein the bore tapers in the direction of locking groove to a dimension smaller than the dimension or the diameter of the locking element or ball. This ensures that the locking element or the ball can not escape inwardly from the bore when the locking element or the ball can not be supported on the engagement pin.
  • the shift gate is carried out in an advantageous manner bow-shaped or pot-like, loaded by a directly or with the interposition of the component on the housing supported compression spring in the direction of the engagement pin and passed through a central opening on a bolt.
  • the central opening is rotatably but slidably connected to the bolt in connection.
  • the bolt in turn is part of a rotary motor, which is firmly supported on the housing. This allows the rotary motor on the bolt and the central opening a Execute rotational movement on the shift gate, whereby the / the locking elements or the ball (s) moves out of the locking groove and the engagement pins are released.
  • the diameter of the engagement pins and thus the diameter of the locking grooves is considerably smaller than the radius of the position of the locking elements or balls on the shift gate, so that after a small rotation of the shift gate, the engagement pins are released.
  • the locking element (s) or the ball (s) are biased by means of a spring plate in the direction of the locking groove, so that they engage in the locking groove as soon as they reach it.
  • the force of the spring plate is sufficient to hold the locking element or the ball in the locking groove and to lock the engagement pin.
  • the shift gate is surrounded by an Aktortopf, which is magnetically designed, is mounted axially movable on the pin and has an edge region with a conical inner surface on which at least one locking element is supported.
  • an electromagnet unit is installed fixed in the housing at least axially following the bolt through which the Aktortopf is displaced.
  • the / the locking element (s) or the ball (s) is released by moving the Aktortopfes by the electromagnet, wherein the conical inner surface of the Aktortopfes releases the locking elements radially. It is significant that the detent groove surrounds the detent element head or the ball only so far that a radial displacement of the / of the detent elements and the ball (s) can take place through the edge of the detent groove.
  • Figs. 1 and 2 sections through an actuator device with one and two
  • FIGs. 5 and 6 sections corresponding to Figures 1 and 2, in which the lockable latching device is turned back in the locking position, with extended engagement pins and
  • Figs. 7 and 8 sections corresponding to Figures 1 and 2 during the
  • Figs. 15 and 16 sections corresponding to Figures 9 and 10, in which the engagement pins in a position at the beginning of
  • 1 denotes a housing in which the engagement pins 2 are mounted axially movable.
  • the engagement pins 2 are loaded in the direction of exit from the housing by means of compression springs 3.
  • the engagement pins 2 furthermore have latching grooves 4 on their end region facing the housing, to which cylindrical sections adjoin, at the ends of which end chamfers 5 are formed.
  • a the ends of the engagement pins encompassing shift gate 6 is provided, which is pot-shaped and has an end edge, which is pressure-loaded with a spring 7, wherein the spring 7 is supported at least indirectly on the housing 1 and the shift gate 6 in Direction to the engagement pins 2 biases.
  • the shift gate 6 has a central opening 8, into which a bolt 9 protrudes.
  • the shifting gate 6 is connected in a rotationally fixed manner to the bolt 9 via the central opening 8, e.g. in that the central opening and the bolt have a square profile.
  • the bolt 9 in turn is part of a rotary motor 10 which is rotatably mounted in the housing 1.
  • the rotary motor 10 is supported on a lock washer 11 and makes the force of the spring 7 resistance.
  • holes are further incorporated, which taper in the direction of the engagement pins 2 and form an inner stop for the formed as locking elements balls 12.
  • the balls 12 are biased outside the shift gate by a spring plate 13 in the direction of the locking grooves 4.
  • the balls 12 are seconded both in the embodiment shown in Figures 1-8 and in the embodiment of FIGS 9-16 on a radius of the shift gate 6, which is considerably larger than the diameter of the engagement pins 2.
  • the location of the engagement pins is in the housing 1 but chosen so that the balls 12 can reach the locking grooves 4.
  • the position of the shift gate 6 is shown, in which the balls 12 have left the locking grooves 4 and the engagement pins 2 are extended. Subsequently, the shift gate 6 is again rotated in such a position that the balls 12 can reach the locking grooves 4 of the engagement pins 2.
  • the rotary motor 10 may either be limited by an internal stop in the rotational movement, wherein the shaft is then reset by an internal torsion spring or he may incrementally continue to turn until the balls 12 release the locking grooves 4 and then continue to rotate by a corresponding rotation angle, until the balls 12 reach the locking grooves 4 again.
  • FIGS. 7 and 8 show an intermediate position in which the balls 12 have already been pressed outwards by the end bevels, but the locking grooves 4 have not yet reached them.
  • FIGS. 9 to 16 differ from FIGS. 1 to 8 in that the shifting gate 6 is surrounded by an actuator pot 14, which is also mounted on the bolt 9.
  • an electromagnet unit 15 is installed in the housing 1 following the bolt 9, which can attract or repel or release the actuator pot 14, which is ferromagnetic.
  • the shift gate 6 is in this Embodiment not magnetic and preferably made of a non-ferrous material, in particular plastic.
  • the Aktortopf 14 has at a distal end of the solenoid unit 15 a conically shaped edge portion 16, so that the Aktortopf 15 releases the balls 12 in the attracted by the solenoid unit 15 position balls and locked in its opposite position on the edge portion 16, the balls 12 in one position, in which they engage in the locking grooves 4.
  • the Aktortopf 14 is attracted by the solenoid unit 15 and the balls 12 are released.
  • Figures 13 and 14 show the position of the engagement pins 2, which is determined by the compression springs 3, wherein the engagement pins 2 are located in the grooves of the sliding cam system, not shown.
  • the engagement pins 2 are already raised slightly in Figures 15 and 16 by the ejection ramp, so that the balls 12 contact the Endfasen 5 of the engagement pins. Although the balls 12 are still outside on the edge portion 16 of the Aktortopfes 14, the shift gate 6 is already partially raised, so that the further lifting of the Aktortopfes 14, the balls 12 are released or this in conjunction with the further inward movement of the engagement pins 2 and the biasing force of the spring 7 raise the Aktortopf 14 over the edge region 16, so that the starting position according to Figures 9 and 10 is achieved.
  • a vent hole 17 is provided in the housing 1, which extends to the spaces of the compression springs 3 and connects them to the environment.

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Abstract

Aktorvorrichtung eines Schiebenockensystems mit zumindest einem Schiebenocken und mit zumindest einem aus einem Gehäuse (1) herausragenden Eingriffsstift (2), wobei das Gehäuse (1) an einem Bauteil eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigbar und der Eingriffsstift (2) mit zumindest einer Nut des Schiebenockensystems kontaktierbar ist, die zumindest eine Auswurframpe aufweist, wobei der Eingriffsstift (2) in Richtung zum Schiebenocken federbelastet ist und wobei der/die Eingriffsstift(e) (2) oder zumindest ein mit den Eingriffsstiften (2) verbundenes Bauteil in ihrer eingefahrenen, der Nut abgewandten Position mittels einer arretierbaren Rasteinrichtung festlegbar sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Aktorvorrichtung zur Verstellung eines Schiebenockensystems
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Aktorvorrichtung eines Schiebenockensystems mit zumindest einem Schiebenocken und mit zumindest einem aus einem Gehäuse herausragenden Eingriffsstift, wobei das Gehäuse an einem Bauteil eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigbar und der Eingriffsstift mit zumindest einer Nut des Schiebenockensystems kontaktierbar ist, die zumindest eine Auswurframpe aufweist, und wobei der Eingriffsstift in Richtung zum Schiebenocken federbelastet ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine derartige gattungsbildende Aktorvorrichtung ist aus der DE- 102 40 774 A1 bekannt. Ausgehend von der eingezogenen inneren Lage des Eingriffsstiftes erfolgt eine Aktivierung des Eingriffsstiftes durch Bestromung einer Spule, wodurch ein magnetisches Feld erzeugt wird, das dem Feld eines Permanentmagneten gegengerichtet ist und dieses verdrängt. Die Verdrängung des Feldes verursacht eine Verringerung der Haltekraft zwischen Permanentmagnet und Spulenkern, so dass das durch die Spule erzeugte Magnetfeld und die Kraft einer auf den Eingriffsstift wirkenden Feder den Eingriffsstift ausfahren lässt, so dass er in die Nut des Schiebenockensystems eingreift und, wie gewünscht, eine Verschiebung des Schiebenockens bewirkt. Die Rückwärtsbewegung des Eingriffsstiftes in seine innere Lage wird durch die Auswurframpe eingeleitet, die den Eingriffsstift gegen die Kraft der Feder so weit und mit solcher Beschleunigung von dem Schiebenocken weg bewegt, dass der Eingriffsstift bei abgeschalteter Bestromung der Spule durch den Permanentmagneten und dessen Magnetfeld am Spulenkern festgehalten wird. Bei der gattungsgemäßen Aktorvorrichtung wird als nachteilig empfunden, dass ein Permanentmagnet erforderlich ist, der temperaturanfällig ist und nur eine geringe Lebensdauer hat. Weiterhin wird eine nicht unerhebliche Energie benötigt, um das Ausfahren des Eingriffsstiftes einzuleiten. Auch ist durch den Aufbau des Magnetfeldes eine gewisse Zeitverzögerung gegeben.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aktorvorrichtung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen so zu modifizieren, dass die beschriebenen Nachteile vermieden werden und nur wenig Bauteile benötigt werden, so dass die Montage und die Montagekosten verringert werden. Die Ansteuerung soll darüber hinaus auch schnell wirksam sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass der/die Eingriffsstift(e) oder zumindest ein mit den Eingriffsstiften verbundenes Bauteil in ihrer eingefahrenen, der Nut abgewandten Position mittels einer arretierbaren Rasteinrichtung festlegbar sind.
Wird also die Arretierung der Rasteinrichtung gelöst, so können der oder die Eingriffsstifte aufgrund ihrer Federbelastung ohne Verzögerung ausfahren. Die arretierbare Rasteinrichtung ist daher nicht direkt an der Bewegung des oder der Eingriffsstifte beteiligt, so dass der Bauaufwand und die benötigten Kräfte geringer als bei der gattungsbildenden Vorrichtung sind.
In vorteilhafter Weise weist die Rasteinrichtung zumindest ein Rastelement auf, das mit zumindest einer Rastnut an dem Eingriffsstift oder dem Bauteil in Wirkverbindung steht. Dabei ist das Rastelement, das vorzugweise als Kugel ausgebildet ist, in einer Schaltkulisse radial zum Eingriffsstift beweglich geführt und quer dazu festgelegt. Die Rastnut ist dem Rastelementkopf oder der Kugel angepasst und umschließt diese nur soweit, dass eine Querbewegung zwischen der Rastnut und dem Rastelementkopf oder der Kugel die Verrastung löst. Sobald also das Rastelement oder die Kugel aus der Rastnut austritt, weil sie nicht mehr in der Rastnut gehalten werden, erfolgt eine kurzfristige Freigabe des Eingriffsstiftes, der dann die Nut des Schiebenockensystems kontaktieren kann. Dabei ist insbesondere auch die Schnelligkeit des Austritts des Eingriffsstiftes aus dem Gehäuse bedeutsam, da sich das Schiebenockensystem auf einer drehenden Welle befindet, die mit halber Drehzahl der Kurbelwellendehzahl der Brennkraftmaschine umläuft.
In vorteilhafter Weise ist die Führung des Rastelements oder der Kugel als Bohrung in der Schaltkulisse ausgeführt, wobei sich die Bohrung in Richtung Rastnut auf ein Maß kleiner als die Abmessung bzw. der Durchmesser des Rastelements oder Kugel verjüngt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Rastelement oder die Kugel nicht nach innen aus der Bohrung austreten kann, wenn sich das Rastelement oder die Kugel nicht auf dem Eingriffsstift abstützen kann.
Die Schaltkulisse ist in vorteilhafter Weise bügel- oder topfartig ausgeführt, mittels einer sich direkt oder unter Zwischenschaltung des Bauteils am Gehäuse abgestützten Druckfeder in Richtung zum Eingriffsstift belastet und durch eine zentrale Öffnung an einem Bolzen geführt. Dabei steht die zentrale Öffnung drehfest, aber verschiebbar mit dem Bolzen in Verbindung. Der Bolzen seinerseits ist Bestandteil eines Drehmotors, der fest am Gehäuse abgestützt ist. Dadurch kann der Drehmotor über den Bolzen und die zentrale Öffnung eine Drehbewegung auf die Schaltkulisse ausführen, wodurch das/die Rastelemente oder die Kugel(n) aus der Rastnut bewegt und die Eingriffsstifte freigegeben werden. Der Durchmesser der Eingriffsstifte und damit der Durchmesser der Rastnuten ist erheblich kleiner als der Radius der Lage der Rastelemente oder Kugeln an der Schaltkulisse, sodass nach einer kleinen Drehung der Schaltkulisse die Eingriffsstifte freigegeben werden.
Das/die Rastelement(e) oder die Kugel(n) sind mittels eines Federbleches in Richtung zur Rastnut vorgespannt, so dass diese in die Rastnut eingreifen, sobald sie diese erreichen. Die Kraft des Federbleches reicht aus, das Rastelement oder die Kugel in der Rastnut zu halten und den Eingriffsstift zu arretieren.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schaltkulisse von einem Aktortopf umgeben ist, der magnetisch ausgeführt, am Bolzen axial beweglich gelagert ist und einen Randbereich mit kegelförmiger Innenfläche aufweist, an der zumindest ein Rastelement abgestützt ist. Dabei ist im Anschluss an den Bolzen eine Elektromagneteinheit im Gehäuse zumindest axial fixiert eingebaut, durch die der Aktortopf verschiebbar ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird daher das/die Rastelement(e) oder die Kugel(n) durch Verschieben des Aktortopfes durch den Elektromagneten freigegeben, wobei die kegelförmige Innenfläche des Aktortopfes die Rastelemente radial freigibt. Dabei ist bedeutsam, dass die Rastnut den Rastelementkopf bzw. die Kugel nur so weit umschließt, dass durch den Rand der Rastnut eine Radialverschiebung des/der Rastelemente und der Kugel(n) erfolgen kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, denen zwei Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 und 2: Schnitte durch eine Aktorvorrichtung mit einem und zwei
Eingriffsstiften in Arretierposition gemäß dem einen Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 und 4: Schnitte entsprechend den Figuren 1 und 2, bei denen die
Eingriffsstifte gelöst und ausgefahren sind, Fig. 5 und 6: Schnitte entsprechend den Figuren 1 und 2, bei denen die arretierbare Rasteinrichtung in Arretierposition zurückgedreht ist, mit ausgefahrenen Eingriffsstiften und
Fig. 7 und 8: Schnitte entsprechend den Figuren 1 und 2 während der
Rückbewegung der Eingriffsstifte durch die Auswurframpe(n) in die Arretierposition.
Fig. 9 und 10: Schnitte durch eine Aktorvorrichtung ähnlich den Figuren 1 und 2 mit einer anders gearteten arretierbaren Rasteinrichtung,
Fig. 11 und 12: Schnitte durch die Aktorvorrichtung gemäß den Figuren 9 und 10, bei denen die als Rastelemente ausgebildeten Kugeln zur Entriegelung freigegeben sind,
Fig. 13 und 14: Schnitte entsprechend den Figuren 9 und 10, in denen die
Eingriffsstifte ausgefahren sind und
Fig. 15 und 16: Schnitte entsprechend den Figuren 9 und 10, bei denen sich die Eingriffsstifte in einer Position am Anfang der
Auswurfsrampe und am Beginn der Rückbewegung in die Arretierposition befinden. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den Figuren 1 bis 16 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, in dem Eingriffsstifte 2 axial beweglich gelagert sind. Die Eingriffsstifte 2 sind in Richtung Austritt aus dem Gehäuse mittels Druckfedern 3 belastet. Die Eingriffsstifte 2 weisen weiterhin an ihrem dem Gehäuse zugewandten Endbereich Rastnuten 4 auf, an die sich zylindrische Abschnitte anschließen, an deren Enden Endfasen 5 angeformt sind. Im Innenraum des Gehäuses 1 ist eine die Enden der Eingriffsstifte umgreifende Schaltkulisse 6 vorgesehen, die topfartig ausgebildet ist und einen endseitigen Rand aufweist, der mit einer Feder 7 druckbelastet ist, wobei die Feder 7 sich zumindest indirekt am Gehäuse 1 abstützt und die Schaltkulisse 6 in Richtung zu den Eingriffsstiften 2 vorspannt. Die Schaltkulisse 6 weist eine zentrale Öffnung 8 auf, in die ein Bolzen 9 hineinragt.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 8 ist die Schaltkulisse 6 über die zentrale Öffnung 8 drehfest mit dem Bolzen 9 verbunden, z.B. dadurch, dass die zentrale Öffnung und der Bolzen ein Vierkantprofil aufweisen. Der Bolzen 9 seinerseits ist Bestandteil eines Drehmotors 10, der drehfest im Gehäuse 1 gelagert ist. Der Drehmotor 10 stützt sich an einer Sicherungsscheibe 11 ab und leistet der Kraft der Feder 7 Widerstand. In der Schaltkulisse 6 sind weiterhin Bohrungen eingearbeitet, die sich in Richtung zu den Eingriffsstiften 2 verjüngen und einen Innenanschlag für die als Rastelemente ausgebildeten Kugeln 12 bilden. Die Kugeln 12 sind außerhalb der Schaltkulisse durch ein Federblech 13 in Richtung zu den Rastnuten 4 vorgespannt.
Wie den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, greifen die Kugeln 12 belastet durch die Radialkraft des Federbleches 13 in die Rastnuten 4 der Eingriffsstifte 2 ein und halten diese in der Arretierposition entgegen der Kraft der Druckfedern 3 fest. Sollen die Eingriffsstifte 2 gelöst werden, so wird der Drehmotor 10 aktiviert, der über den Bolzen 9 und die zentrale Öffnung 8 die Schaltkulisse 6 so weit verdreht, dass die Kugeln 12 die Rastnuten verlassen und die Eingriffsstifte 2 freigeben. Die Kugeln 12 sind sowohl in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1-8 als auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 9-16 auf einem Radius an der Schaltkulisse 6 abgeordnet, der erheblich größer ist als der Durchmesser der Eingriffsstifte 2. Die Lage der Eingriffsstifte 2 ist im Gehäuse 1 aber so gewählt, dass die Kugeln 12 die Rastnuten 4 erreichen können.
In den Figuren 3 und 4 ist die Position der Schaltkulisse 6 dargestellt, in der die Kugeln 12 die Rastnuten 4 verlassen haben und die Eingriffsstifte 2 ausgefahren sind. Anschließend wird die Schaltkulisse 6 wieder in eine solche Position verdreht, dass die Kugeln 12 die Rastnuten 4 der Eingriffsstifte 2 erreichen können. Der Drehmotor 10 kann entweder durch einen internen Anschlag in der Drehbewegung begrenzt sein, wobei dessen Welle anschließend durch eine interne Drehfeder zurückgestellt wird oder er kann sich inkrementell weiter drehen bis zunächst die Kugeln 12 die Rastnuten 4 freigeben und anschließend um einen entsprechenden Drehwinkel weiter drehen, bis die Kugeln 12 die Rastnuten 4 wieder erreichen.
Die Auswurframpen des Schiebenockensystems beginnen danach gemäß den Figuren 5 und 6 die Eingriffsstifte zurückzuschieben, wobei die Endfasen 5 die Kugeln 12 nach außen gegen die Kraft des Federbleches 13 bewegen und die Kugeln nach weiterer Bewegung in die Rastnuten 4 einrasten, wodurch der Ausgangszustand gemäß den Figuren 1 und 2 erreicht ist. Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Zwischenstellung, in der die Kugeln 12 bereits durch die Endfasen nach außen gedrückt worden sind, die Rastnuten 4 aber noch nicht erreicht haben.
Die Figuren 9 bis 16 unterscheiden sich dadurch von den Figuren 1 bis 8, dass die Schaltkulisse 6 von einem Aktortopf 14, der ebenfalls auf dem Bolzen 9 gelagert ist, umgeben ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 9 bis 6 ist im Anschluss an den Bolzen 9 eine Elektromagneteinheit 15 im Gehäuse 1 eingebaut, die den Aktortopf 14, der ferromagnetisch ausgebildet ist, anziehen oder abstoßen bzw. freigeben kann. Die Schaltkulisse 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht magnetisch und vorzugsweise aus einem Nicht-Eisen- Werkstoff, insbesondere Kunststoff, hergestellt. Der Aktortopf 14 hat an einem der Elektromagneteinheit 15 abgewandten Ende einen kegelförmig ausgebildeten Randbereich 16, so dass der Aktortopf 15 bei der durch die Elektromagneteinheit 15 angezogenen Position die Kugeln 12 freigibt und in seiner Gegenposition über den Randbereich 16 die Kugeln 12 in einer Position arretiert, in der sie in die Rastnuten 4 eingreifen. In den Figuren 11 und 12 ist der Aktortopf 14 von der Elektromagneteinheit 15 angezogen und die Kugeln 12 sind freigegeben. Die Figuren 13 und 14 zeigen die Position der Eingriffsstifte 2, die durch die Druckfedern 3 vorgegeben ist, wobei sich die Eingriffsstifte 2 in den nicht dargestellten Nuten des Schiebenockensystems befinden.
Die Eingriffsstifte 2 sind in den Figuren 15 und 16 durch die Auswurframpe bereits etwas angehoben, so dass die Kugeln 12 die Endfasen 5 der Eingriffsstifte kontaktieren. Die Kugeln 12 liegen zwar noch außen an dem Randbereich 16 des Aktortopfes 14 an, die Schaltkulisse 6 ist aber bereits teilweise angehoben, so dass beim weiteren Anheben des Aktortopfes 14 die Kugeln 12 freigegeben werden oder diese in Verbindung mit der weiteren Einwärtsbewegung der Eingriffsstifte 2 und der Spannkraft der Feder 7 den Aktortopf 14 über den Randbereich 16 anheben, so dass die Ausgangsposition gemäß den Figuren 9 und 10 erreicht wird.
In den Figuren 9-16 ist im Gehäuse 1 eine Entlüftungsbohrung 17 vorgesehen, die bis zu den Räumen der Druckfedern 3 reicht und diese mit der Umgebung verbindet.
Bezugszeichenliste
Gehäuse
Eingriffsstifte
Druckfeder
Rastnuten
Endfasen
Schaltkulisse
Feder
Federteller
zentrale Öffnung
Bolzen
Drehmotor
Sicherungsscheibe
Kugeln
Federblech
Aktortopf
Elektromagneteinheit
Randbereich
Entlüftungsbohrung

Claims

Patentansprüche
Aktorvorrichtung eines Schiebenockensystems mit zumindest einem Schiebenocken und mit zumindest einem aus einem Gehäuse (1 ) herausragenden Eingriffsstift (2), wobei das Gehäuse (1 ) an einem Bauteil eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigbar und der Eingriffsstift (2) mit zumindest einer Nut des Schiebenockensystems kontaktierbar ist, die zumindest eine Auswurframpe aufweist, und wobei der Eingriffsstift (2) in Richtung zum Schiebenocken federbelastet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der/die Eingriffsstift(e) (2) oder zumindest ein mit den Eingriffsstiften (2) verbundenes Bauteil in ihrer eingefahrenen, der Nut abgewandten Position mittels einer arretierbaren Rasteinrichtung festlegbar sind.
Aktorvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Rasteinrichtung zumindest ein Rastelement aufweist, das mit zumindest einer Rastnut (4) an dem Eingriffsstift (2) oder dem Bauteil in Wirkverbindung steht.
Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement, das vorzugweise als Kugel (12) ausgebildet ist, in einer Schaltkulisse (6) radial zum Eingriffsstift (2) beweglich geführt und quer dazu festgelegt ist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnut (4) dem Rastelementkopf oder der Kugel (12) angepasst ist und diese so weit umschließt, dass eine Querbewegung zwischen der Rastnut (4) und dem Rastelementkopf oder der Kugel (12) die Verrastung löst. Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung des Rastelements oder der Kugel (12) als Bohrung in der Schaltkulisse (6) ausgeführt ist, die sich in Richtung zur Rastnut (4) auf ein Maß kleiner als die Abmessung des Rastelements oder der Durchmesser der Kugel (12) verjüngt.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (6) bügel- oder topfartig ausgeführt, mittels einer sich direkt oder unter Zwischenschaltung eines Bauteils am Gehäuse (1 ) abgestützten Feder (7) in Richtung zum Eingriffsstift (2) belastet und durch eine zentrale Öffnung (8) an einem Bolzen (9) geführt ist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Öffnung (8) drehfest aber verschiebbar mit dem Bolzen (9) in Verbindung steht und dass der Bolzen (9) Bestandteil eines Drehmotors (10) ist, der zumindest drehfest am Gehäuse (1 ) abgestützt ist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement oder die Kugel (12) mittels eines Federbleches (13) in Richtung zur Rastnut (4) vorgespannt ist.
Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkulisse (6) von einem Aktortopf (14) umgeben ist, der magnetisch ausgeführt, am Bolzen (9) axial beweglich belagert ist und einen Randbereich (16) mit kegelförmiger Innenfläche aufweist, an dem das Rastelement oder die Kugel (12) abgestützt ist.
Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den Bolzen (9) eine Elektromagneteinheit (15) im Gehäuse (1) zumindest axial fixiert eingebaut ist, durch die der Aktortopf (14) verschiebbar ist.
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