WO2013056768A1 - Ventiltriebvorrichtung - Google Patents

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WO2013056768A1
WO2013056768A1 PCT/EP2012/003778 EP2012003778W WO2013056768A1 WO 2013056768 A1 WO2013056768 A1 WO 2013056768A1 EP 2012003778 W EP2012003778 W EP 2012003778W WO 2013056768 A1 WO2013056768 A1 WO 2013056768A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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cam
link
drive device
valve
elements
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/003778
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Stolk
Alexander Von Gaisberg-Helfenberg
Original Assignee
Daimler 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Priority to CN201280051685.1A priority Critical patent/CN103890327A/zh
Priority to EP12758778.0A priority patent/EP2769058A1/de
Publication of WO2013056768A1 publication Critical patent/WO2013056768A1/de
Priority to US14/256,930 priority patent/US20140224199A1/en

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Classifications

    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a valve drive device according to the preamble of claim 1.
  • valve drive device in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle, known, with two rotatably and axially displaceably mounted cam elements, which are each provided for actuation of two gas exchange valves, with a link element, the to a Valve stroke switching comprises two switching scenes, which are provided for converting a rotational movement of the cam elements in an axial displacement movement of the cam elements, and with a non-rotatably connected to the cam elements support member having a boundary, which is intended to the axial displacement movement of the cam elements limit.
  • the invention is in particular the object of providing a cost-effective valve drive device. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention is based on a valve drive device, in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle, with at least one rotatably and axially displaceably mounted cam element, which is provided for actuation of at least one gas exchange valve, with at least one link element, the circuit to a Ventilhubum- at least one shift gate which is provided for converting a rotational movement of the at least one cam element into an axial displacement movement of the at least one cam element, and with at least one non-rotatably connected to the at least one cam member support member having at least one boundary, which is provided for, the axial displacement movement to limit the at least one cam element.
  • the link element for the valve lift switching is rotatably mounted.
  • valve drive device in particular of the at least one link element and the at least one cam element, and at the same time a mechanical limitation of an axial displacement of the at least one cam element can be simplified structurally, whereby in particular manufacturing costs can be reduced.
  • An embodiment according to the invention thus makes it possible to provide a simple and cost-effective valve drive device. Furthermore, in the case of a valve drive device which has at least two cam elements, it is particularly easy to realize an autonomous or independent axial displacement of the at least two cam elements, wherein the axial displacement can be effected as a function of a current angular position.
  • a “cam member rotatably and axially displaceably mounted” should be understood to mean, in particular, a cam member which is rotatably and axially displaceably mounted relative to a cylinder head or another stationarily arranged component of the internal combustion engine. which is rotatably mounted relative to the cylinder head or against the other stationary arranged component of the internal combustion engine.
  • axial is meant in particular axially with respect to a main axis of rotation of the cam element.
  • “Valve lift switching” is to be understood in particular as discrete switching between at least two valve actuation curves which define actuation of the at least one gas exchange valve.
  • a “link element” is to be understood in particular as meaning a component which forms the shift gate and / or has at least one element which forms the shift gate and which is arranged rotationally and non-displaceably on the vehicle , which is intended to implement a rotational movement in an axial displacement force to be understood.
  • a “slide track” is to be understood as meaning, in particular, a track for positively guiding a slide engagement element that is at least one-sided, preferably two-sided, The slide track is preferably designed in the form of a web, in the form of a slot and / or in the form of a groove.
  • the link engagement element is preferably in the form of a web encompassing the shift shoe, in the form of an in formed the slot engaging pins and / or in the form of a guided in the groove pins.
  • the link element is mounted axially displaceable for valve lift switching.
  • the valve lift can be realized particularly easily.
  • the link element for valve lift switching is mounted axially displaceable relative to the carrier element.
  • An "axially displaceably mounted link element" should be understood in particular a link element which is mounted axially displaceable relative to the cylinder head or the other stationarily arranged component of the internal combustion engine.
  • valve drive device has at least one link engagement element provided for operative connection with the at least one shift link and that is movably arranged at least substantially perpendicular to a main rotational axis of the carrier element.
  • operative connection is to be understood in particular as meaning a connection by which the link engagement element is forcibly guided by the shifting gate.
  • substantially is to be understood in particular as meaning a deviation which is at most 15 degrees, advantageously at most 5 degrees and particularly advantageously at most 2 degrees ,
  • the support element has at least one opening for providing the boundary, and that the link engagement element at least partially reaches through the at least one opening.
  • a "breakthrough” is to be understood in particular a material defect of the support member, which is at least axially, and preferably in the circumferential direction, limited by a material of the support member.
  • the at least one breakthrough has two axial break-through ends and the link engagement element is intended for limiting to abut against the corresponding break-through end, whereby an additional element for limiting the axial displacement movement can be dispensed with.
  • a break-through end it is intended, in particular, to denote by the material of the carrier elements provided axial limit of the breakthrough understood.
  • the two axial breakout ends define a breakthrough width.
  • the two axial break-through ends advantageously define a maximum axial displacement path and thereby a maximum axial displacement movement of the at least one cam element. Under “concerns" should be understood in particular to contact directly.
  • the link engagement element is designed to be spring-loaded to a permanent contacting of the link element, whereby a secure operative connection between the link engagement element and the shift gate can be realized.
  • spring-loaded is to be understood in particular that the valve drive device has at least one spring element which acts by means of a spring force on the link element, the spring force preferably points in the direction of the link element and / or is oriented at least substantially perpendicular to the main axis of rotation.
  • the at least one cam element forms a guide of the link engagement element, which is intended to at least partially receive the link engagement element.
  • the cam element can be displaced axially in a particularly advantageous manner.
  • a "cam element which forms a guide of the link engagement element” should be understood to mean, in particular, a cam element whose material defines a region in which the link engagement element is at least partially arranged and can preferably move / or be understood surrounded.
  • the guide engagement element and the cam element are rotatably connected to each other, whereby a particularly advantageous valve drive device can be provided.
  • valve drive device has at least one provided for at least partially receiving the at least one link engagement element guide element which is formed separately to the cam member and at least partially engages through the at least one opening.
  • a "guide element” is to be understood in particular an element which is at least partially disposed in the guide of the cam member and preferably surrounds the guide engagement element at least partially and / or surrounds.
  • the valve drive device has an actuator unit, which is provided to displace the link element only axially for valve lift switching. This can be dispensed with a complex control, in particular of at least one link element, whereby a cost-effective and simple control can be achieved.
  • the actuator unit which must be provided only for moving the link element, structurally simple and thus be designed inexpensively.
  • the link engagement element is designed as a switching and / or stop pin, whereby a particularly advantageous link engagement element can be provided.
  • an internal combustion engine is proposed with a valve drive device according to the invention, whereby costs in a production of the internal combustion engine can be reduced.
  • FIG. 1 shows a valve drive device for an internal combustion engine of a motor vehicle
  • Fig. 2 is an enlarged detail of the valve drive device
  • FIG 3 shows an enlarged detail of an alternatively designed valve drive device.
  • FIGS. 1 and 2 show a valve drive device for an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein FIG. 2 shows an enlarged detail of the valve drive device.
  • the valve drive device is designed as a motor vehicle valve drive device.
  • the motor vehicle is designed as a passenger vehicle.
  • the valve drive device comprises three cam elements 10a, 11a, 12a, each having at least one cam 36a for actuating a gas exchange valve.
  • the cams 36a each comprise two directly adjacent partial cams 37a, 38a, which have different cam curves.
  • the partial cams 37a, 38a can be assigned to, for example, a full stroke, a partial stroke or a zero stroke. For simplicity, only one cam 36a is provided with a reference numeral in FIG.
  • the cam elements 10a, 11a, 12a are rotatably and axially displaceably mounted in a cylinder head, not shown, of the internal combustion engine.
  • a cam follower By an axial displacement movement 18a of the cam elements 10a, 11a, 12a relative to the gas exchange valves, a cam follower, not shown, can be displaced from one of the partial cams 37a, 38a to the other of the partial cams 37a, 38a.
  • a valve lift for which the corresponding part cam 37a, 38a is provided, then the corresponding gas exchange valve is subjected to a full stroke, a partial stroke or a zero stroke.
  • the cam elements 10a, 11a, 12a have discrete switching positions, which are assigned to the individual partial cams 37a, 38a.
  • the cam elements 10a, 11a, 12a may basically be provided for an inlet side or an outlet side.
  • the internal combustion engine, for which the illustrated valve drive device is provided comprises on the inlet side and / or on the outlet side in each case a plurality of gas exchange valves per cylinder.
  • the illustrated cam elements 10a, 11a, 12a are respectively provided for actuating two gas exchange valves associated with the same cylinder.
  • the cams 36a of the respective cam elements 10a, 11a, 12a are respectively provided for the gas exchange valves of a single cylinder, i. in the assembled state, each of the cam elements 10a, 11a, 12a is assigned to exactly one cylinder of the internal combustion engine and actuates the gas exchange valves arranged on the inlet side or outlet side of the cylinder.
  • a number of the cam elements 10a, 11a, 12a thus corresponds to a number of cylinders of the internal combustion engine.
  • the individual cam elements 10a, 11a, 12a are non-rotatably but axially connected to each other so as to be displaceable and form a camshaft of the internal combustion engine.
  • the valve drive device For supporting the cam elements 10a, 11a, 12a, the valve drive device has a carrier element 19a.
  • the cam elements 10a, 11a, 12a and the support member 19a are rotatably connected to each other.
  • the cam elements 10a, 11a, 12a are axially displaceably connected to the carrier element 19a. They are non-rotatable, but axially slidably disposed on the support member 19a.
  • the support member 19a is disposed within the cam members 10a, 11a, 12a. It passes through the cam elements 10a, 11a, 12a.
  • the cam elements 10a, 11a, 12a are each hollow and surround the carrier element 19a.
  • the cam elements 10a, 11a, 12a and the support member 19a are arranged coaxially with each other.
  • the cam members 10a, 11a, 12a and the support member 19a have a main rotation axis 25a, around which they rotate in an operation of the internal combustion engine.
  • the support member 19a is formed as a carrier shaft. It is hollow.
  • the support element 19a is tubular.
  • the valvetrain apparatus To axially displace the cam members 10a, 11a, 12a, the valvetrain apparatus includes a valve lift switching unit 39a.
  • the valve lift switching unit 39a has a rotatably mounted link element 13a.
  • the link element 13a is mounted axially displaceably relative to the carrier element 19a for valve lift switching. It is rotationally fixed, but arranged axially displaceable relative to the carrier element 19a for valve lift switching.
  • the link element 13a has for valve lift switching and thus for the axial displacement of the cam elements 10a, 11a, 12a three shift gates 14a, 15a, 16a for the individual cam elements 10a, 1 a, 12a.
  • the shift gates 14a, 15a, 16a convert a rotational movement 17a of the cam elements 10a, 11a, 12a into an axial displacement movement 18a of the cam elements 10a, 11a, 12a.
  • the link element 13a is mounted to the valve lift switching relative to the carrier element 19a and the cam elements 10a, 11a, 12a axially displaceable, but arranged rotationally fixed.
  • the link element 13a is arranged largely radially inside the carrier element 19a. It passes through the carrier element 19a.
  • the link element 13a is arranged within the cam elements 10a, 11a, 12a.
  • the carrier element 19a and the cam elements 10a, 11a, 12a rotate in the operation of the internal combustion engine to the gate element 13a. They surround the link element 13a.
  • the carrier element 19a has three boundaries, only two boundaries 20a, 21a being visible in FIG. 1 due to an angular position of the carrier element 19a.
  • the non-visible boundary is hidden by the gate element 13a.
  • a boundary 20a, 21a is in each case assigned to a cam element 10a, 11a, 12a, ie in each case a boundary 20a, 21a delimits the axial displacement movement 18a respectively of a corresponding cam element 10a, 11a, 12a.
  • the boundary 20a limits the axial displacement movement 18a of the cam member 10a
  • the boundary 21a limits the axial displacement movement 18a of the cam member 11a
  • the non-visible boundary limits the axial displacement movement 18a of the cam member 12a.
  • the carrier element 19a has openings 26a, 27a.
  • One opening 26a, 27a in each case provides a boundary 20a, 21a.
  • the apertures 26a, 27a each have two axial break-through ends 28a, 29a, 30a, 31a whose axial distance from each other limits a maximum displacement movement 18a of the corresponding cam element 10a, 11a, 12a.
  • the axial distance of the respective break-through ends 28a, 29a, 30a, 31a corresponds to a width of the respective opening 26a, 27a.
  • the break-through ends 28a, 29a, 30a, 31a are each formed by a material of the carrier element 19a.
  • the openings 26a, 27a are formed by a missing material of the carrier element 19a, which are produced for example by drilling, milling or the like.
  • the apertures 26a, 27a are arranged axially and circumferentially spaced from one another. They are offset with respect to an axial direction and the circumferential direction in the carrier element 19 a introduced.
  • valve lift switching unit 39a includes link engagement elements 22a, 23a, 24a provided for operative connection with the shift gates 14a, 15a, 16a, which are each connected to one of the cam elements 10a, 11a, 12a.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a are in each case connected to a cam element 10a, 11a, 12a in a rotationally fixed manner relative to the main rotation axis 25, and rotatable about the main extension axis of the link engagement elements 22a, 23a, 24a perpendicular to the main axis of rotation 25.
  • the link engagement element 22a is assigned to the cam element 10a, the link engagement element 23a to the cam element 1a and the link engagement element 24a to the cam element 12a.
  • a number of the shift gates 14a, 15a, 16a and a number of link engagement elements 22a, 23a, 24a is the same as the number of cam elements 10a, 1a, 12a.
  • Each of the cam elements 10a, 11a, 12a has exactly one of the link engagement elements 22a, 23a, 24a.
  • Each of the link engagement elements 22a, 23a, 24a and thus also each of the cam elements 10a, 11a 12a is in turn assigned exactly one of the shift gates 14a, 15a, 16a.
  • an embodiment with fewer or more than the three illustrated cam elements 10a, 11a, 12a is conceivable, for example, in an in-line engine with four, five or six cylinders and correspondingly many cam elements.
  • the operatively connected shift gate 14a and the link engagement element 22a, the operatively connected shift gate 15a and the link engagement element 23a and the operatively connected shift gate 16a and the link engagement element 24a are respectively provided for rotating the movement 17a of the corresponding cam element 10a, 11a, 12a Main rotation axis 25a in the axial displacement movement 18a along the main axis of rotation 25a implement.
  • the shift gates 14a, 15a, 16a each comprise two slide tracks.
  • the first slide track is provided for shifting the cam element 10a, 11a, 12a associated with the corresponding shift gate 14a, 15a, 16a along a first shift direction from the first shift position to the second shift position.
  • the second slide track is provided for shifting the cam element 10a, 11a, 12a associated with the corresponding shift gate 14a, 15a, 16a along a second shift direction from the second shift position to the first shift position.
  • the shift gates 14a, 15a, 16a each have an equal number of slide tracks.
  • the slide tracks have at least in some areas an axial inclination.
  • one of the link engagement elements 22a, 23a, 24a is meshed with the corresponding shift gate 14a, 15a, 16a
  • rotation of the cam element 10a, 11a, 12a about the main rotation axis 25a causes a force on the cam element 10a, 11a, 12a, which leads to displacement of the cam element 10a, 11a, 12a along the main axis of rotation 25a.
  • the link tracks in operative connection with the link engagement elements 22a, 23a, 24a act in the form of a transfer gear to implement a rotational movement in a linear movement.
  • the link element 13a In areas in which the link element 13a has the shift gates 14a, 15a, 16a, the link element 13a has an outwardly oriented cylindrical lateral surface 40a, into which the shift gates 14a, 15a, 16a are inserted.
  • the slide tracks are thus turned outwards.
  • the slide tracks are designed as grooves, which are introduced into the link element 13a.
  • the link element 13a With respect to the cylinder head, the link element 13a is non-rotatably but axially displaceable.
  • the link element 13a forms the shift gates 14a, 15a, 16a. It is designed as a Heidelbergkulissenmie.
  • the link element 13a is designed as a link shaft.
  • the link element 13a which forms the shift gates 14a, 15a, 16a with the slide tracks, is made in one piece.
  • the link element 13a forms the shift gates 14a, 15a, 16a for all, coaxially arranged cam elements 10a, 11a, 12a.
  • the link element 13a is as a cast and / or forged component formed and is formed from a single blank. Subsequently, the shift gates 14a, 15a, 16a are introduced.
  • the shift gates 14a, 15a, 16a are thus introduced by means of a machining process, in particular by milling.
  • the link element 13a may also consist of a basic shaft and a separate element forming the shift gates 14a, 15a, 16a, which element is arranged rotationally and non-displaceably on the fundamental shaft.
  • a shift gate 14a, 15a, 16a is formed by a respective separate element, which is arranged in each case rotationally and non-displaceably on the fundamental shaft.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a engage through an opening 26a, 27a, respectively.
  • the link engaging element 22a engages through the aperture 26a, thereby contacting the link element 13a.
  • the link engaging element 23a engages through the aperture 27a, thereby contacting the link element 13a.
  • the link engagement element 24a engages through the invisible breakthrough, thereby contacting the link element 13a.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a are arranged in the axial direction in each case between the corresponding break-through ends 28a, 29a, 30a, 31a.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a are each provided to abut directly against the corresponding penetration end 28a, 29a, 30a, 31a.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a abut when exceeding the maximum displacement movement 18a depending on the switching direction against the corresponding penetration end 28a, 29a, 30a, 31a, whereby a further axial displacement movement 18a of the corresponding cam member 10a, 11a, 12a is prevented in the switching direction and Thus, the axial displacement movement 18a is limited.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a are each formed as a switching and stop pin, which are guided on both sides for Ventilhubumschal- in the slide tracks of the shift gates 14a, 5a, 16a and to limit the axial displacement movement 18a of the cam elements 10a, 1 1a, 12a abut against the corresponding aperture end 28a, 29a, 30a, 31a and thus against the support member 19a.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a are each arranged on an inner circumference 41a of the cam elements 10a, 11a, 12a. They are each arranged to be movable perpendicular to the main axis of rotation 25a of the carrier element 19a.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a are each relative to the cam elements 10a, 1 1a, 12a and rela tivally to the support member 19a perpendicular to the main rotation axis 25a of the support member 19a movably arranged.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a are non-rotatably connected to the respective cam element 10a, 11a, 12a with respect to the main axis of rotation 25, and rotatable about the main extension axis of the link engagement elements 22a, 23a, 24a perpendicular to the main axis of rotation 25, but can along their main extension, which extends in the radial direction with respect to the main rotation axis 25a. They each have a degree of freedom of movement in the corresponding cam element 10a, 11a, 12a, which is arranged perpendicular to the main axis of rotation 25a.
  • the cam elements 10a, 11a, 12a each form a guide 32a, 33a of the corresponding link engagement element 22a, 23a, 24a.
  • the guide of the link engagement element 24a formed by the cam element 12a is not visible since it is concealed by the carrier element 19a or the link element 13a due to the angular position of the cam element 12a.
  • the guides 32a, 33a are each formed by a material recess in the corresponding cam element 10a, 11a, 12a.
  • the guides 32a, 33a are each open to the gate element 13a out. They are each formed by a material of the corresponding cam element 10a, 11a, 12a.
  • the guides 32a, 33a each have a main extension, which is oriented perpendicular to the main axis of rotation 25a.
  • the main extension of the link engagement elements 22a, 23a, 24a and the main extension of the guides 32a, 33a are parallel to each other.
  • the material of the cam elements 10a, 1a, 12a respectively surrounds the corresponding link engagement element 22a, 23a, 24a directly.
  • link engagement element 22a, 23a, 24a abuts an aperture end 28a, 29a, 30a, 31a, the link engagement element 22a, 23a, 24a transmits a force from the carrier element 19a directly to the cam element 10a, 11a, 12a, whereby the further axial displacement movement 18a is prevented.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a are each provided to limit the axial displacement movement 18a to contact the support member 19a and the corresponding cam member 10a, 11a, 12a directly.
  • the axial displacement movement 18a of the rotating cam element 10a, 11a, 12a is limited by the rotating link engagement element 22a, 23a, 24a and the rotating support element 19a.
  • the valve drive device comprises a plurality of actuating mechanisms 42a, 43a, which are each provided to independently bring their associated sliding engagement element 22a, 23a, ie without activation of a dedicated actuator, in operative connection with the corresponding shift gate 14a, 15a.
  • An actuating mechanism for the link engagement element 24a is not visible in the figures.
  • the operating mechanisms 42a, 43a are arranged in the corresponding guide 32a, 33a of the corresponding cam element 10a, 11a, 12a.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a are each spring-loaded.
  • the actuating mechanisms 42a, 43a each have a spring element 44a, 45a, which is supported on the associated cam element 10a, 11a and which exerts on the respective link engagement element 22a, 23a a spring force directed in the direction of the link element 13a.
  • the spring elements 44a, 45a are each arranged in the corresponding guide 32a, 33a. One end of the spring elements 44a, 45a abuts on the corresponding cam element 10a, 11a, 12a and another end of the spring elements 44a, 45a abuts against the corresponding link engagement element 22a, 23a, 24a.
  • the spring force is oriented parallel to the main extension of the guides 32a, 33a and parallel to the main extension of the link engagement elements 22a, 23a, 24a.
  • the spring elements 44a, 45a press the link engagement elements 22a, 23a radially inwardly against the link element 3a.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a may also be switchable, preferably by means of a control and regulating unit, for example, to selectively displace only certain cam elements 10a, 11a, 12a axially, for example to realize a cylinder deactivation of at least one cylinder.
  • the link element 13a can also be axially displaced and thus mounted rotatably and non-displaceably.
  • the link element 13a is arranged axially displaceably within the cam elements 10a, 11a, 12a to selectively bring the link engagement elements 22a, 23a, 24a into engagement with the corresponding slide track for the first shift direction or into engagement with the slide track for the second shift direction.
  • the valve lift switching unit 39a has an actuator unit 35a which only axially displaces the slide element 13a for valve lift switching.
  • the actuator unit 35a comprises a single actuating actuator 46a, which connects the link element 13a to the valve lift Shifting moves axially.
  • the link element 13a has two switching positions which correspond to the switching positions of the cam elements 10a, 11a, 12a.
  • the valve drive device further comprises a drive wheel 47a, which drives the cam elements 10a, 11a, 12a and the carrier element 19a.
  • the drive wheel 47a connects the cam elements 10a, 11a, 12a and the carrier element 19a in terms of drive technology with a crankshaft, not shown, of the internal combustion engine.
  • the drive wheel 47a is formed as a crankshaft. It connects the cam elements 10a, 11a, 12a and the carrier element 19a by means of a chain, not shown, in terms of drive technology with the crankshaft.
  • the drive wheel 47a is formed as a sprocket.
  • the support member 19a and the cam member 10a are rotatably connected to the drive wheel 47a.
  • the drive wheel 47a and the support member 19a are formed integrally with each other.
  • the drive wheel 47a can also be designed as a pulley, which connects the cam elements 10a, 11a, 12a and the carrier element 19a by means of a belt (not shown) to the crankshaft.
  • a belt not shown
  • the cam elements 10a, 11a, 12a are only connected by means of a rotationally fixed connection with the carrier element 19a in terms of drive technology with the drive wheel 47a.
  • the valve drive device For supporting the drive wheel 47a, the cam elements 10a, 11a, 12a and the carrier element 19a, the valve drive device has bearings 48a, 49a, 50a, 51a.
  • the bearings 48a, 49a, 50a, 51a support the drive wheel 47a, the cam members 10a, 11a, 12a and the support member 19a on the cylinder head. They are arranged axially spaced from one another.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a all cam elements 10a, 11a , 12a axially overlapping with a beginning of each of the slide tracks, which are provided for the switching of the cam elements 10a, 11a, 12a from the first switching position to the second switching position.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a of all the cam elements 10a, 11a, 12a are axially intersecting with one end of each of the link paths, which are responsible for the circuit of the cam elements 10a, 11a, 12a are provided from the first switching position to the second switching position arranged.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a all cam elements 10a, 11a, 12a arranged axially overlapping with the end of each of the slide tracks, whereby an axial displacement movement 18a is prevented.
  • the link engagement elements 22a, 23a, 24a all cam elements 10a, 11th a, 12a axially overlapping with a beginning of each of the slide tracks, which are provided for the circuit of the cam elements 10a, 11a, 12a from the second switching position to the first switching position, whereby the cam elements 10a, 11a, 12a are moved until the cam elements 10a, 11a, 12a axially overlapping one end of each of the slide tracks, which are provided for the circuit of the cam elements 10a, 11a, 12a from the second switching position to the first switching position.
  • An angular range during which the respective cam element 10a, 11a, 12a is displaced is defined by a phase position of the respective link engagement element 22a, 23a, 24a and a phase position of the associated shift gate 14a, 15a, 16a. Since each cam element 10a, 11a, 12a has one of the link engagement elements 22a, 23a, 24a and is associated with one of the shift gates 14a, 15a, 16a, each of the cam elements 10a, 11a, 12a can be displaced at its own angle of rotation. The cam elements 10a, 11a, 12a thus each have an individual angle sensitivity.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the invention. The following description is essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, reference being made to the description of the other exemplary embodiment, in particular FIGS. 1 and 2, with regard to components, features and functions remaining the same.
  • FIG. 3 shows an enlarged section of an alternatively designed valve drive device for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the valve drive device additionally has a guide element 34b, which receives a link engagement element 22b, which is provided for operative connection with a shift gate 14b.
  • the guide member 34b is formed separately from a cam member 10b and partially penetrates through an aperture 26b providing a limit of axial displacement movement 20b. It is partially disposed within the cam member 10b.
  • the guide element 34b is arranged in a guide 32b. It is inserted in the guide 32b.
  • the guide member 34b is rotatably connected to the cam member 10b.
  • the guide element 34b engages radially inwards and thus out of the cam element 10b in the direction of a link element 13b.
  • the guide member 34b prevents direct abutment of the link engagement element 22b at a break-through end 28b and at a break-through end 29b.
  • the guide element 34b is for limiting at the corresponding break-through end 28b, 29b of a support member 19b.
  • the guide element 34b immediately surrounds the link engagement element 22b and a spring element 44b.
  • the spring element 44b bears against the guide element 34b at one end and against the link engagement element 22b at another end. It is supported on the cam element 10b by means of the guide element 34b.
  • the cam element 10b indirectly surrounds the link engagement element 22b.
  • the guide member 34b is disposed between a material of the cam member 10b and the link engagement member 22b. It is provided to limit the axial displacement movement to contact the support member 19b and the cam member 10b directly. It prevents a direct contact between the link engagement element 22b and the Carrier element 19b and a direct contact between the link engagement element 22b and the cam member 10b.
  • the guide member 34b is formed as a guide sleeve.
  • the link engagement element 22b is designed as a switching pin.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem drehbar und axial verschiebbar gelagerten Nockenelement (10a, 11a, 12a; 10b), das zu einer Betätigung von zumindest einem Gaswechselventil vorgesehen ist, mit zumindest einem Kulissenelement (13a; 13b), das zu einer Ventilhubumschaltung wenigstens eine Schaltkulisse (14a, 15a, 16a; 14b), die zu einer Umsetzung einer Drehbewegung (17a) des zumindest einen Nockenelements (10a, 11a, 12a; 10b) in eine axiale Verschiebebewegung (18a) des zumindest einen Nockenelements (10a, 11a, 12a; 10b) vorgesehen ist, aufweist, und mit zumindest einem drehfest mit dem zumindest einen Nockenelement (10a, 11a, 12a; 10b) verbundenen Trägerelement (19a; 19b), das zumindest eine Begrenzung (20a, 21a; 20b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, die axiale Verschiebebewegung (18a) des zumindest einen Nockenelements (10a, 11a, 12a; 10b) zu begrenzen. Es wird vorgeschlagen, dass das Kulissenelement (13a; 13b) zur Ventilhubumschaltung drehfest gelagert ist.

Description

Ventiltriebvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2009 037 270 B4 ist bereits eine Ventiltriebvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bekannt, mit zwei jeweils drehbar und axial verschiebbar gelagerten Nockenelementen, die jeweils zu einer Betätigung von zwei Gaswechselventilen vorgesehen sind, mit einem Kulissenelement, das zu einer Ventil- hubumschaltung zwei Schaltkulissen aufweist, die zu einer Umsetzung einer Drehbewegung der Nockenelemente in eine axiale Verschiebebewegung der Nockenelemente vorgesehen sind, und mit einem drehfest mit den Nockenelementen verbundenen Trägerelement, das eine Begrenzung aufweist, die dazu vorgesehen ist, die axiale Verschiebebewegung der Nockenelemente zu begrenzen.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Ventiltriebvorrichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem drehbar und axial verschiebbar gelagerten Nockenelement, das zu einer Betätigung von zumindest einem Gaswechselventil vorgesehen ist, mit zumindest einem Kulissenelement, das zu einer Ventilhubum- schaltung wenigstens eine Schaltkulisse aufweist, die zu einer Umsetzung einer Drehbewegung des zumindest einen Nockenelements in eine axiale Verschiebebewegung des zumindest einen Nockenelements vorgesehen ist, und mit zumindest einem drehfest mit dem zumindest einen Nockenelement verbundenen Trägerelement, das zumindest eine Begrenzung aufweist, die dazu vorgesehen ist, die axiale Verschiebebewegung des zumindest einen Nockenelements zu begrenzen. Es wird vorgeschlagen, dass das Kulissenelement zur Ventilhubumschaltung drehfest gelagert ist. Dadurch kann ein Aufbau der Ventiltriebvorrichtung, insbesondere des zumindest einen Kulissenelements und des zumindest einen Nockenelements, und gleichzeitig eine mechanische Begrenzung eines axialen Verschiebewegs des zumindest einen Nockenelements konstruktiv vereinfacht werden, wodurch insbesondere Herstellungskosten gesenkt werden können. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann somit eine einfache und kostengünstige Ventiltriebvorrichtung bereitgestellt werden. Weiter kann bei einer Ventiltriebvorrichtung, die zumindest zwei Nockenelemente aufweist, besonders einfach eine autonome oder voneinander unabhängige axiale Verschiebung der zumindest zwei Nockenelemente realisiert werden, wobei die axiale Verschiebung abhängig von einer aktuellen Winkellage erfolgen kann.
Unter einem„drehbar und axial verschiebbar gelagerten Nockenelement" soll insbesondere ein Nockenelement verstanden werden, das drehbar und axial verschiebbar gegenüber einem Zylinderkopf oder einem anderen ortsfest angeordneten Bauteil der Brennkraftmaschine gelagert ist. Unter einem„drehfest gelagerten Kulissenelement" soll insbesondere ein Kulissenelement verstanden werden, das drehfest gegenüber dem Zylinderkopf oder gegenüber dem anderen ortsfest angeordneten Bauteil der Brennkraftmaschine gelagert ist. Unter„axial" soll insbesondere axial in Bezug auf eine Hauptrotationsachse des Nockenelements verstanden werden. Unter einer„Ventilhubumschaltung" soll insbesondere eine diskrete Umschaltung zwischen zumindest zwei Ventilbetätigungskurven, die eine Betätigung des zumindest einen Gaswechselventils definieren, verstanden werden. Unter einem„Kulissenelement" soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das die Schaltkulisse ausformt und/oder zumindest ein die Schaltkulisse ausformendes Element aufweist, das dreh- und verschiebefest auf dem Bauteil angeordnet ist. Unter einer„Schaltkulisse" soll eine Einheit mit wenigstens einer Kulissenbahn, die dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung in eine axiale Verstellkraft umzusetzen, verstanden werden. Unter einer„Kulissenbahn" soll insbesondere eine Bahn zu einer zumindest einseitigen, vorzugsweise beidseitigen, Zwangsführung eines Kulisseneingriffselements verstanden werden. Die Kulissenbahn ist vorzugsweise in Form eines Stegs, in Form eines Schlitzes und/oder in Form einer Nut ausgebildet. Unter einem„Kulisseneingriffselement" soll insbesondere ein Element verstanden werden, das in wenigstens einem Betriebszustand zumindest teilweise in die Schaltkulisse eingreift und/oder zumindest teilweise die Schaltkulisse umgreift und dadurch vorzugsweise mit der Schaltkulisse in Wirkverbindung steht, wodurch es von der Schaltkulisse zwangsgeführt ist. Das Kulisseneingriffselement ist vorzugsweise in Form eines den Steg umgreifenden Schaltschuhs, in Form eines in den Schlitz eingreifenden Pins und/oder in Form eines in der Nut geführten Pins ausgebildet. Unter "drehfest verbunden " soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, die ein Drehmoment und/oder eine Drehbewegung unverändert überträgt. Unter „vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Kulissenelement zur Ventilhubumschaltung axial verschiebbar gelagert ist. Dadurch kann die Ventilhubumschaltung besonders einfach realisiert werden. Vorzugsweise ist das Kulissenelement zur Ventilhubumschaltung relativ zu dem Trägerelement axial verschiebbar gelagert. Unter einem„axial verschiebbar gelagerten Kulissenelement" soll insbesondere ein Kulissenelement verstanden werden, das axial verschiebbar gegenüber dem Zylinderkopf oder dem anderen ortsfest angeordneten Bauteil der Brennkraftmaschine gelagert ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung zumindest ein zu einer Wirkverbindung mit der zumindest einen Schaltkulisse vorgesehenes Kulisseneingriffselement, das zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptrotationsachse des Trägerelements beweglich angeordnet ist, aufweist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Ventilhubumschaltung realisiert werden. Unter einer„Wirkverbindung" soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, durch die das Kulisseneingriffselement von der Schaltkulisse zwangsgeführt wird. Unter„im Wesentlichen" soll insbesondere eine Abweichung verstanden werden, die maximal 15 Grad, vorteilhaft maximal 5 Grad und besonders vorteilhaft maximal 2 Grad beträgt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Trägerelement zu einer Bereitstellung der Begrenzung zumindest einen Durchbruch aufweist und das Kulisseneingriffselement durch den zumindest einen Durchbruch zumindest teilweise hindurchgreift. Dadurch kann eine besonders einfache Begrenzung des axialen Verschiebewegs des zumindest einen Nockenelements bereitgestellt werden. Unter einem„Durchbruch" soll insbesondere eine Materialfehlstelle des Trägerelements verstanden werden, die zumindest axial, und vorzugsweise in Umfangsrichtung, durch ein Material des Trägerelements begrenzt ist.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der zumindest eine Durchbruch zwei axiale Durchbruchsenden aufweist und das Kulisseneingriffselement zur Begrenzung dazu vorgesehen ist, an dem entsprechenden Durchbruchsende anzuliegen, wodurch auf ein zusätzliches Element zur Begrenzung der axialen Verschiebebewegung verzichtet werden kann. Unter einem„Durchbruchsende" soll insbesondere eine durch das Material des Träger- elements bereitgestellte axiale Begrenzung des Durchbruchs verstanden werden. Vorzugsweise definieren die zwei axialen Durchbruchsenden eine Durchbruchsbreite. Die zwei axialen Durchbruchsenden definieren vorteilhaft einen maximalen axialen Verschiebeweg und dadurch eine maximale axiale Verschiebebewegung des zumindest einen Nockenelements. Unter„Anliegen" soll insbesondere direkt kontaktieren verstanden werden.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Kulisseneingriffselement zu einer ständigen Kontaktie- rung des Kulissenelements federbelastet ausgebildet ist, wodurch eine sichere Wirkverbindung zwischen dem Kulisseneingriffselement und der Schaltkulisse realisiert werden kann. Unter„federbelastet" soll insbesondere verstanden werden, dass die Ventiltriebvorrichtung zumindest ein Federelement aufweist, das mittels einer Federkraft auf das Kulissenelement einwirkt, wobei die Federkraft vorzugsweise in Richtung des Kulissenelements zeigt und/oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptrotationsachse orientiert ist.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Nockenelement eine Führung des Kulisseneingriffselements ausbildet, die dazu vorgesehen ist, das Kulisseneingriffselement zumindest teilweise aufzunehmen. Dadurch kann das Nockenelement besonders vorteilhaft axial verschoben werden. Unter einem„Nockenelement, das eine Führung des Kulisseneingriffselements ausbildet" soll insbesondere ein Nockenelement verstanden werden, dessen Material einen Bereich definiert, in dem das Kulisseneingriffselement zumindest teilweise angeordnet ist und sich vorzugsweise bewegen kann. Unter„Definieren" soll in diesem Zusammenhang insbesondere umschließen und/oder umgeben verstanden werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind das Kulisseneingriffselement und das Nockenelement drehfest miteinander verbunden, wodurch eine besonders vorteilhafte Ventiltriebvorrichtung bereitgestellt werden kann.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Ventiltriebvorrichtung zumindest ein zu einer zumindest teilweisen Aufnahme des zumindest einen Kulisseneingriffselements vorgesehenes Führungselement aufweist, das separat zu dem Nockenelement ausgebildet ist und zumindest teilweise durch den zumindest einen Durchbruch hindurchgreift. Dadurch kann eine Lebensdauer des Kulisseneingriffselements verlängert werden. Unter einem„Führungselement" soll insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest teilweise in der Führung des Nockenelements angeordnet ist und das Kulisseneingriffselement vorzugsweise direkt zumindest teilweise umgibt und/oder umschließt. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung eine Aktuatoreinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zur Ventilhubumschaltung das Kulissenelement lediglich axial zu verschieben. Dadurch kann auf eine aufwendige Steuerung, insbesondere des zumindest einen Kulissenelements, verzichtet werden, wodurch eine kostengünstige und einfache Steuerung erreicht werden kann. Zudem kann die Aktuatoreinheit, die lediglich zum Verschieben des Kulissenelements vorgesehen sein muss, konstruktiv einfach und damit kostengünstig ausgestaltet werden.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Kulisseneingriffselement als ein Schalt- und/oder Anschlagpin ausgebildet ist, wodurch ein besonders vorteilhaftes Kulisseneingriffselement bereitgestellt werden kann.
Außerdem wird eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung vorgeschlagen, wodurch Kosten bei einer Herstellung der Brennkraftmaschine gesenkt werden können.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Ventiltriebvorrichtung und
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt einer alternativ ausgebildeten Ventiltriebvorrichtung.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei in der Figur 2 ein vergrößerter Ausschnitt der Ventiltriebvorrichtung dargestellt ist. Die Ventiltriebvorrichtung ist als eine Kraftfahrzeugventiltriebvorrichtung ausgebildet. Das Kraftfahrzeug ist als ein Personenkraftfahrzeug ausgebildet. Die Ventiltriebvorrichtung umfasst drei Nockenelemente 10a, 11a, 12a, die jeweils zumindest einen Nocken 36a zu einer Betätigung eines Gaswechselventils aufweisen. Die Nocken 36a umfassen dabei jeweils zwei unmittelbar benachbart angeordnete Teilnocken 37a, 38a, die unterschiedliche Nockenkurven aufweisen. Die Teilnocken 37a, 38a können dabei beispielsweise einem Vollhub, einem Teilhub oder einem Nullhub zugeordnet sein. Zur Vereinfachung ist in der Figur 1 lediglich der eine Nocken 36a mit einem Bezugszeichen versehen.
Die Nockenelemente 10a, 11a, 12a sind drehbar und axial verschiebbar in einem nicht näher dargestellten Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gelagert. Durch eine axiale Verschiebebewegung 18a der Nockenelemente 10a, 11a, 12a gegenüber den Gaswechselventilen kann ein nicht näher dargestellter Nockenfolger von dem einen der Teilnocken 37a, 38a auf den anderen der Teilnocken 37a, 38a verschoben werden. Entsprechend einem Ventilhub, für den der entsprechende Teilnocken 37a, 38a vorgesehen ist, wird dann das entsprechende Gaswechselventil mit einem Vollhub, einem Teilhub oder einem Nullhub beaufschlagt. Die Nockenelemente 10a, 11a, 12a weisen dabei diskrete Schaltstellungen auf, die den einzelnen Teilnocken 37a, 38a zugeordnet sind.
Die Nockenelemente 10a, 11a, 12a können grundsätzlich für eine Einlassseite oder eine Auslassseite vorgesehen sein. Die Brennkraftmaschine, für die die dargestellte Ventiltriebvorrichtung vorgesehen ist, umfasst an der Einlassseite und/oder an der Auslassseite jeweils mehrere Gaswechselventile je Zylinder. Die dargestellten Nockenelemente 10a, 11a, 12a sind jeweils zur Betätigung von zwei Gaswechselventilen, die dem gleichen Zylinder zugeordnet sind, vorgesehen. Die Nocken 36a der jeweiligen Nockenelemente 10a, 11a, 12a sind dabei jeweils für die Gaswechselventile eines einzigen Zylinders vorgesehen, d.h. in montiertem Zustand ist jedes der Nockenelemente 10a, 11 a, 12a genau einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet und betätigt die an der Einlassseite oder Auslassseite des Zylinders angeordneten Gaswechselventile. Eine Anzahl der Nockenelemente 10a, 11a, 12a entspricht somit einer Anzahl von Zylindern der Brennkraftmaschine. Die einzelnen Nockenelemente 10a, 11a, 12a sind drehfest, aber axial gegeneinander verschiebbar miteinander verbunden und bilden eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine aus.
Zum Tragen der Nockenelemente 10a, 11a, 12a weist die Ventiltriebvorrichtung ein Trägerelement 19a auf. Die Nockenelemente 10a, 11a, 12a und das Trägerelement 19a sind drehfest miteinander verbunden. Die Nockenelemente 10a, 11a, 12a sind axial verschiebbar mit dem Trägerelement 19a verbunden. Sie sind drehfest, aber axial ver- schiebbar auf dem Trägerelement 19a angeordnet. Das Trägerelement 19a ist innerhalb der Nockenelemente 10a, 11a, 12a angeordnet. Es durchsetzt die Nockenelemente 10a, 11a, 12a. Die Nockenelemente 10a, 11a, 12a sind jeweils hohl ausgebildet und umgeben das Trägerelement 19a. Die Nockenelemente 10a, 11a, 12a und das Trägerelement 19a sind koaxial zueinander angeordnet. Die Nockenelemente 10a, 11a, 12a und das Trägerelement 19a weisen eine Hauptrotationsachse 25a auf, um die sie in einem Betrieb der Brennkraftmaschine rotieren. Das Trägerelement 19a ist als eine Trägerwelle ausgebildet. Es ist hohl ausgebildet. Das Trägerelement 19a ist rohrförmig ausgebildet.
Um die Nockenelemente 10a, 11a, 12a axial zu verschieben, umfasst die Ventiltriebvorrichtung eine Ventilhubumschalteinheit 39a. Die Ventilhubumschalteinheit 39a weist ein drehfest gelagertes Kulissenelement 13a auf. Das Kulissenelement 13a ist zu einer Ven- tilhubumschaltung relativ zu dem Trägerelement 19a axial verschiebbar gelagert. Es ist drehfest, aber zur Ventilhubumschaltung relativ zu dem Trägerelement 19a axial verschiebbar angeordnet. Das Kulissenelement 13a weist zur Ventilhubumschaltung und damit zur axialen Verschiebung der Nockenelemente 10a, 11a, 12a drei Schaltkulissen 14a, 15a, 16a für die einzelnen Nockenelemente 10a, 1 a, 12a auf. Die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a setzen eine Drehbewegung 17a der Nockenelemente 10a, 11a, 12a in eine axiale Verschiebebewegung 18a der Nockenelemente 10a, 11a, 12a um. Das Kulissenelement 13a ist zur Ventilhubumschaltung relativ zu dem Trägerelement 19a und den Nockenelementen 10a, 11a, 12a axial verschiebbar gelagert, aber drehfest angeordnet. Das Kulissenelement 13a ist größtenteils radial innerhalb des Trägerelements 19a angeordnet. Es durchsetzt das Trägerelement 19a. Das Kulissenelement 13a ist innerhalb der Nockenelemente 10a, 11a, 12a angeordnet. Das Trägerelement 19a und die Nockenelemente 10a, 11a, 12a rotieren in dem Betrieb der Brennkraftmaschine um das Kulissenelement 13a. Sie umgeben das Kulissenelement 13a.
Zur Begrenzung der axialen Verschiebebewegung 18a der Nockenelemente 10a, 11a, 12a weist das Trägerelement 19a drei Begrenzungen auf, wobei lediglich zwei Begrenzungen 20a, 21a aufgrund einer Winkellage des Trägerelements 19a in der Figur 1 sichtbar sind. Die nicht sichtbare Begrenzung ist durch das Kulissenelement 13a verdeckt. Jeweils eine Begrenzung 20a, 21a ist jeweils einem Nockenelement 10a, 11a, 12a zugeordnet, d.h. jeweils eine Begrenzung 20a, 21a begrenzt die axiale Verschiebebewegung 18a jeweils eines entsprechenden Nockenelements 10a, 11a, 12a. Die Begrenzung 20a begrenzt dabei die axiale Verschiebebewegung 18a des Nockenelements 10a, die Begrenzung 21 a begrenzt die axiale Verschiebebewegung 18a des Nockenelements 11a und die nicht sichtbare Begrenzung begrenzt die axiale Verschiebebewegung 18a des Nockenelements 12a.
Zu einer Bereitstellung der Begrenzungen 20a, 21a weist das Trägerelement 19a Durchbrüche 26a, 27a auf. Jeweils ein Durchbruch 26a, 27a stellt jeweils eine Begrenzung 20a, 21a bereit. Die Durchbrüche 26a, 27a weisen jeweils zwei axiale Durchbruchsenden 28a, 29a, 30a, 31a auf, deren axialer Abstand zueinander eine maximale Verschiebebewegung 18a des entsprechenden Nockenelements 10a, 11a, 12a begrenzt. Der axiale Abstand der jeweiligen Durchbruchsenden 28a, 29a, 30a, 31a entspricht einer Breite des jeweiligen Durchbruchs 26a, 27a. Die Durchbruchsenden 28a, 29a, 30a, 31a sind jeweils durch ein Material des Trägerelements 19a ausgebildet. Die Durchbrüche 26a, 27a sind durch ein fehlendes Material des Trägerelements 19a ausgebildet, die beispielsweise durch Bohren, Fräsen oder Ähnlichem hergestellt sind. Die Durchbrüche 26a, 27a sind axial und in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet. Sie sind bezüglich einer axialen Richtung und der Umfangsrichtung versetzt zueinander in dem Trägerelement 19a eingebracht.
Weiter umfasst die Ventilhubumschalteinheit 39a zu einer Wirkverbindung mit den Schaltkulissen 14a, 15a, 16a vorgesehene Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a, die jeweils mit einem der Nockenelemente 10a, 11a, 12a verbunden sind. Die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sind jeweils mit einem Nockenelement 10a, 11a, 12a drehfest in Bezug auf die Hauptrotationsachse 25, und drehbar um die Haupterstreckungsachse der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a senkrecht zur Hauptrotationsachse 25, verbunden. Das Kulisseneingriffselement 22a ist dem Nockenelement 10a, das Kulisseneingriffselement 23a dem Nockenelement 1a und das Kulisseneingriffselement 24a dem Nockenelement 12a zugeordnet. Aufgrund einer Winkellage des Nockenelements 12a in der Figur 1 ist das Kulisseneingriffselement 24a von dem Kulissenelement 13a verdeckt, weshalb das Kulisseneingriffselement 24a gestrichelt dargestellt ist. Eine Anzahl der Schaltkulissen 14a, 15a, 16a und eine Anzahl der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a ist dabei gleich wie die Anzahl der Nockenelemente 10a, 1a, 12a. Jedes der Nockenelemente 10a, 11a, 12a weist genau eines der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a auf. Jedem der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a und damit auch jedem der Nockenelemente 10a, 11a 12a ist wiederum genau eine der Schaltkulissen 14a, 15a, 16a zugeordnet. Grundsätzlich ist auch eine Ausgestaltung mit weniger oder mehr als den drei dargestellten Nockenelementen 10a, 11a, 12a denkbar, beispielsweise bei einem Reihenmotor mit vier, fünf oder sechs Zylindern und entsprechend vielen Nockenelementen. Die in Wirkverbindung stehende Schaltkulisse 14a und das Kulisseneingriffselement 22a, die in Wirkverbindung stehende Schaltkulisse 15a und das Kulisseneingriffselement 23a und die in Wirkverbindung stehende Schaltkulisse 16a und das Kulisseneingriffselement 24a sind jeweils dazu vorgesehen, die Drehbewegung 17a des entsprechenden Nockenelements 10a, 11a, 12a um ihre Hauptrotationsachse 25a in die axiale Verschiebebewegung 18a entlang der Hauptrotationsachse 25a umzusetzen. Zum Verschieben der Nockenelemente 10a, 11a, 12a umfassen die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a jeweils zwei Kulissenbahnen. Die erste Kulissenbahn ist dazu vorgesehen, das der entsprechenden Schaltkulisse 14a, 15a, 16a zugeordnete Nockenelement 10a, 11a, 12a entlang einer ersten Schaltrichtung von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung zu verschieben. Die zweite Kulissenbahn ist dazu vorgesehen, das der entsprechenden Schaltkulisse 14a, 15a, 16a zugeordnete Nockenelement 10a, 11a, 12a entlang einer zweiten Schaltrichtung von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung zu verschieben. Die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a weisen jeweils eine gleiche Anzahl von Kulissenbahnen auf.
Die Kulissenbahnen weisen zumindest in Teilbereichen eine axiale Schrägstellung auf. Wenn eines der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a in die entsprechende Schaltkulisse 14a, 15a, 16a eingespurt ist, bewirkt eine Drehung des Nockenelements 10a, 1 1a, 12a um die Hauptrotationsachse 25a, dass auf das Nockenelement 10a, 11a, 12a eine Kraft wirkt, die zur Verschiebung des Nockenelements 10a, 11a, 12a entlang der Hauptrotationsachse 25a führt. Die Kulissenbahnen in Wirkverbindung mit den Kulisseneingriffselementen 22a, 23a, 24a wirken dabei in Form eines Umsetzgetriebes zur Umsetzung einer rotatorischen Bewegung in eine lineare Bewegung. In Bereichen, in denen das Kulissenelement 13a die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a aufweist, weist das Kulissenelement 13a eine nach außen orientierte zylinderförmige Mantelfläche 40a auf, in die die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a eingebracht sind. Die Kulissenbahnen sind damit nach außen gewandt. Die Kulissenbahnen sind als Nuten ausgeführt, die in das Kulissenelement 13a eingebracht sind. In Bezug auf den Zylinderkopf ist das Kulissenelement 13a drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet.
Das Kulissenelement 13a bildet die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a aus. Es ist als ein Schaltkulissenträger ausgebildet. Das Kulissenelement 13a ist als eine Kulissenwelle ausgebildet. Das Kulissenelement 13a, das die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a mit den Kulissenbahnen ausbildet, ist einstückig ausgeführt. Das Kulissenelement 13a bildet dabei die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a für sämtliche, koaxial angeordnete Nockenelemente 10a, 11a, 12a aus. Das Kulissenelement 13a ist als ein Guss- und/oder Schmiedebauteil ausgebildet und wird aus einem einzigen Rohling geformt. Anschließend werden die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a eingebracht. Die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a werden damit mittels eines spanabhebenden Verfahrens, insbesondere durch Fräsen, eingebracht. Grundsätzlich kann das Kulissenelement 13a auch aus einer Grundwelle und einem separaten die Schaltkulissen 14a, 15a, 16a ausbildenden Element, das dreh- und verschiebefest auf der Grundwelle angeordnet ist, bestehen. Natürlich ist es auch denkbar, dass jeweils eine Schaltkulisse 14a, 15a, 16a durch jeweils ein separates Element ausgebildet ist, das jeweils dreh- und verschiebefest auf der Grundwelle angeordnet ist.
Zur Realisierung der Wirkverbindung der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a mit den jeweiligen Schaltkulissen 14a, 15a, 16a greifen die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a jeweils durch einen Durchbruch 26a, 27a hindurch. Das Kulisseneingriffselement 22a greift durch den Durchbruch 26a hindurch, wodurch es das Kulissenelement 13a kontaktiert. Das Kulisseneingriffselement 23a greift durch den Durchbruch 27a hindurch, wodurch es das Kulissenelement 13a kontaktiert. Das Kulisseneingriffselement 24a greift durch den nicht sichtbaren Durchbruch hindurch, wodurch es das Kulissenelement 13a kontaktiert. Die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sind in axialer Richtung jeweils zwischen den entsprechenden Durchbruchsenden 28a, 29a, 30a, 31a angeordnet.
Zur Begrenzung der axialen Verschiebebewegung 18a der Nockenelemente 10a, 11a, 12a sind die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a jeweils dazu vorgesehen, an dem entsprechenden Durchbruchsende 28a, 29a, 30a, 31a direkt anzuliegen. Die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a stoßen bei Überschreiten der maximalen Verschiebebewegung 18a in Abhängigkeit der Schaltrichtung gegen das entsprechende Durchbruchsende 28a, 29a, 30a, 31a, wodurch eine weitere axiale Verschiebebewegung 18a des entsprechenden Nockenelements 10a, 11a, 12a in die Schaltrichtung verhindert ist und somit die axiale Verschiebebewegung 18a begrenzt ist. Die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sind jeweils als ein Schalt- und Anschlagpin ausgebildet, die zur Ventilhubumschal- tung in den Kulissenbahnen der Schaltkulissen 14a, 5a, 16a beidseitig geführt werden und zur Begrenzung der axialen Verschiebebewegung 18a der Nockenelemente 10a, 1 1a, 12a gegen das entsprechende Durchbruchsende 28a, 29a, 30a, 31 a und damit gegen das Trägerelement 19a anschlagen.
Die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sind jeweils an einem Innenumfang 41a der Nockenelemente 10a, 11 a, 12a angeordnet. Sie sind jeweils senkrecht zu der Hauptrotationsachse 25a des Trägerelements 19a beweglich angeordnet. Die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sind jeweils relativ zu den Nockenelementen 10a, 1 1a, 12a und rela- tiv zu dem Trägerelement 19a senkrecht zu der Hauptrotationsachse 25a des Trägerelements 19a beweglich angeordnet. Die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sind drehfest mit dem jeweiligen Nockenelement 10a, 11a, 12a in Bezug auf die Hauptrotationsachse 25, und drehbar um die Haupterstreckungsachse der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a senkrecht zur Hauptrotationsachse 25, verbunden, können aber entlang ihrer Haupterstreckung, die in Bezug auf die Hauptrotationsachse 25a in radialer Richtung verläuft, verschoben werden. Sie weisen jeweils einen Bewegungsfreiheitsgrad in dem entsprechenden Nockenelement 10a, 11a, 12a auf, der senkrecht zu der Hauptrotationsachse 25a angeordnet ist.
Zur Aufnahme der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a bilden die Nockenelemente 10a, 11a, 12a jeweils eine Führung 32a, 33a des entsprechenden Kulisseneingriffselements 22a, 23a, 24a aus. Die durch das Nockenelement 12a ausgebildete Führung des Kulisseneingriffselements 24a ist nicht sichtbar, da es aufgrund der Winkellage des Nockenelements 12a durch das Trägerelement 19a bzw. das Kulissenelement 13a verdeckt ist. Die Führungen 32a, 33a sind jeweils durch eine Materialaussparung in dem entsprechenden Nockenelement 10a, 11a, 12a ausgebildet. Die Führungen 32a, 33a sind jeweils zu dem Kulissenelement 13a hin geöffnet. Sie sind jeweils durch ein Material des entsprechenden Nockenelements 10a, 11a, 12a ausgebildet. Zur Realisierung der beweglichen Anordnung der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a und damit zur Bereitstellung des Bewegungsfreiheitsgrads der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a weisen die Führungen 32a, 33a jeweils eine Haupterstreckung auf, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse 25a orientiert ist. Die Haupterstreckung der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a und die Haupterstreckung der Führungen 32a, 33a sind parallel zueinander. Das Material der Nockenelemente 10a, 1 a, 12a umgibt jeweils das entsprechende Kulisseneingriffselement 22a, 23a, 24a unmittelbar. Liegt ein Kulisseneingriffselement 22a, 23a, 24a an einem Durchbruchsende 28a, 29a, 30a, 31a an, überträgt das Kulisseneingriffselement 22a, 23a, 24a eine Kraft von dem Trägerelement 19a direkt auf das Nockenelement 10a, 11a, 12a, wodurch die weitere axiale Verschiebebewegung 18a verhindert wird. Die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sind zur Begrenzung der axialen Verschiebebewegung 18a jeweils dazu vorgesehen, das Trägerelement 19a und das entsprechende Nockenelement 10a, 11a, 12a direkt zu kontaktieren. Die axiale Verschiebebewegung 18a des rotierenden Nockenelements 10a, 11a, 12a wird durch das rotierende Kulisseneingriffselement 22a, 23a, 24a und das rotierende Trägerelement 19a begrenzt.
Um die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a in Eingriff mit der entsprechenden Schaltkulisse 14a, 15a, 16a zu bringen, umfasst die Ventiltriebvorrichtung eine Mehrzahl von Betätigungsmechaniken 42a, 43a, die jeweils dazu vorgesehen sind, das ihr zugeordnete Kulisseneingriffselement 22a, 23a selbstständig, d.h. ohne Ansteuerung eines speziell dafür vorgesehenen Aktuators, in Wirkverbindung mit der entsprechenden Schaltkulisse 14a, 15a zu bringen. Eine Betätigungsmechanik für das Kulisseneingriffselement 24a ist dabei in den Figuren nicht sichtbar. Die Betätigungsmechaniken 42a, 43a sind in der entsprechenden Führung 32a, 33a des entsprechenden Nockenelements 10a, 11a, 12a angeordnet.
Zur ständigen Kontaktierung des Kulissenelements 13a sind die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a jeweils federbelastet ausgebildet. Die Betätigungsmechaniken 42a, 43a weisen jeweils ein Federelement 44a, 45a auf, das sich an dem zugehörigen Nockenelement 10a, 11a abstützt und das auf das jeweilige Kulisseneingriffselement 22a, 23a eine in Richtung des Kulissenelements 13a gerichtete Federkraft ausübt. Die Federelemente 44a, 45a sind jeweils in der entsprechenden Führung 32a, 33a angeordnet. Ein Ende der Federelemente 44a, 45a liegt an dem entsprechenden Nockenelement 10a, 11a, 12a und ein anderes Ende der Federelemente 44a, 45a liegt an dem entsprechenden Kulisseneingriffselement 22a, 23a, 24a an. Die Federkraft ist parallel zu der Haupterstreckung der Führungen 32a, 33a und parallel zu der Haupterstreckung der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a orientiert. Die Federelemente 44a, 45a drücken die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a radial nach innen gegen das Kulissenelement 3a. Grundsätzlich können die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a auch schaltbar, vorzugsweise mittels einer Steuer- und Regeleinheit, ausgebildet sein, um beispielsweise wahlweise lediglich bestimmte Nockenelemente 10a, 11a, 12a axial zu verschieben, um beispielsweise eine Zylinderabschaltung zumindest eines Zylinders zu realisieren. Durch die schaltbare Ausführung der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a ist die Kontaktierung des Kulissenelements 13a durch die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a wahlweise herstellbar und/oder lösbar. Bei der schaltbaren Ausführung der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a kann das Kulissenelement 13a auch axial verschiebefest und somit dreh- und verschiebefest gelagert sein.
Das Kulissenelement 13a ist innerhalb der Nockenelemente 10a, 11a, 12a axial verschiebbar angeordnet, um die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a wahlweise in Eingriff mit der entsprechenden Kulissenbahn für die erste Schaltrichtung oder in Eingriff mit der Kulissenbahn für die zweite Schaltrichtung zu bringen. Zur Ventilhubumschaltung weist die Ventilhubumschalteinheit 39a eine Aktuatoreinheit 35a auf, die das Kulissenelement 13a zur Ventilhubumschaltung lediglich axial verschiebt. Die Aktuatoreinheit 35a umfasst einen einzelnen Stellaktuator 46a, der das Kulissenelement 13a zur Ventilhub- umschaltung axial verschiebt. Das Kulissenelement 13a weist zwei Schaltstellungen auf, die den Schaltstellungen der Nockenelemente 10a, 11a, 12a entsprechen.
Die Ventiltriebvorrichtung weist weiter ein Antriebsrad 47a auf, das die Nockenelemente 10a, 11a, 12a und das Trägerelement 19a antreibt. Das Antriebsrad 47a verbindet die Nockenelemente 10a, 11a, 12a und das Trägerelement 19a antriebstechnisch mit einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Das Antriebsrad 47a ist als ein Kurbelwellenrad ausgebildet. Es verbindet die Nockenelemente 10a, 11a, 12a und das Trägerelement 19a mittels einer nicht näher dargestellten Kette antriebstechnisch mit der Kurbelwelle. Das Antriebsrad 47a ist als ein Kettenrad ausgebildet. Das Trägerelement 19a und das Nockenelement 10a sind drehfest mit dem Antriebsrad 47a verbunden. Das Antriebsrad 47a und das Trägerelement 19a sind einstückig miteinander ausgebildet. Grundsätzlich kann das Antriebsrad 47a auch als ein Riemenrad ausgebildet sein, das die Nockenelemente 10a, 11a, 12a und das Trägerelement 19a mittels eines nicht näher dargestellten Riemens antriebstechnisch mit der Kurbelwelle verbindet. Natürlich ist es auch denkbar, dass die Nockenelemente 10a, 11a, 12a lediglich mittels einer drehfesten Verbindung mit dem Trägerelement 19a antriebstechnisch mit dem Antriebsrad 47a verbunden sind.
Zur Lagerung des Antriebsrads 47a, der Nockenelemente 10a, 11 a, 12a und des Trägerelements 19a weist die Ventiltriebvorrichtung Lager 48a, 49a, 50a, 51a auf. Die Lager 48a, 49a, 50a, 51a lagern das Antriebsrad 47a, die Nockenelemente 10a, 11a, 12a und das Trägerelement 19a an dem Zylinderkopf. Sie sind axial beabstandet zueinander angeordnet.
Wird das Kulissenelement 13a ausgehend von einem Betriebszustand, in dem sämtliche Nockenelemente 10a, 11a, 12a der Ventiltriebvorrichtung in die erste Schaltstellung geschaltet sind, von seiner ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung geschaltet, sind die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sämtlicher Nockenelemente 10a, 11a, 12a axial überschneidend mit einem Beginn von jeweils den Kulissenbahnen, die für die Schaltung der Nockenelemente 10a, 11a, 12a von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung vorgesehen sind, angeordnet. Bei einer Drehbewegung 17a der Nockenelemente 10a, 11a, 12a greifen daher die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a in die entsprechende Kulissenbahn ein, sobald ein Drehwinkel des entsprechenden Nockenelements 10a, 11a, 12a passt, d.h. der Beginn der Kulissenbahn in radialer Richtung fluchtend mit dem Kulisseneingriffselement 22a, 23a, 24a angeordnet ist. Nach der Ventilhubumschaltung und damit nach der entsprechenden Verschiebung der Nockenelemente 10a, 11a, 12a sind die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sämtlicher Nockenelemente 10a, 11 a, 12a axial überschneidend mit einem Ende von jeweils den Kulissenbahnen, die für die Schaltung der Nockenelemente 10a, 11a, 12a von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung vorgesehen sind, angeordnet. Solange eine solche axiale Position des Kulissenelements 13a konstant bleibt und damit keine axiale Verschiebung des Kulissenelements 13a stattfindet, sind die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sämtlicher Nockenelemente 10a, 11a, 12a axial überschneidend mit dem Ende von jeweils den Kulissenbahnen angeordnet, wodurch eine axiale Verschiebebewegung 18a verhindert ist. Wird das Kulissenelement 13a ausgehend von einem Betriebszustand, in dem sämtliche Nockenelemente 10a, 11a, 12a der Ventiltriebvorrichtung in die zweite Schaltstellung geschaltet sind, von seiner zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung geschaltet, sind die Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a sämtlicher Nockenelemente 10a, 11 a, 12a axial überschneidend mit einem Beginn von jeweils den Kulissenbahnen, die für die Schaltung der Nockenelemente 10a, 11 a, 12a von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung vorgesehen sind, angeordnet, wodurch die Nockenelemente 10a, 11a, 12a verschoben werden, bis die Nockenelemente 10a, 11a, 12a axial überschneidend mit einem Ende von jeweils den Kulissenbahnen, die für die Schaltung der Nockenelemente 10a, 11a, 12a von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung vorgesehen sind, angeordnet sind.
Ein Winkelbereich, während dem das jeweilige Nockenelement 10a, 11a, 12a verschoben wird, ist dabei durch eine Phasenlage des jeweiligen Kulisseneingriffselements 22a, 23a, 24a und eine Phasenlage der zugehörigen Schaltkulisse 14a, 15a, 16a definiert. Da jedes Nockenelement 10a, 11a, 12a eines der Kulisseneingriffselemente 22a, 23a, 24a aufweist und einer der Schaltkulissen 14a, 15a, 16a zugeordnet ist, kann jedes der Nockenelemente 10a, 11a, 12a bei einem eigenen Drehwinkel verschoben werden. Die Nockenelemente 10a, 11a, 12a weisen somit jeweils eine individuelle Winkelsensitivität auf.
Sobald das Kulissenelement 13a mittels des Stellaktuators 46a verschoben wird, werden sämtliche Nockenelemente 10a, 11a, 12a, die mit dem Kulissenelement 13a gekoppelt sind, geschaltet. Die einzelnen Nockenelemente 10a, 11a, 12a werden dabei automatisch und selbstständig entsprechend der Schaltstellung des Kulissenelements 13a verschoben, sobald das jeweilige Nockenelement 10a, 11a, 12a den entsprechenden Drehwinkel, bei dem eine Verschiebung des Nockenelements 10a, 11a, 12a eingeleitet wird, aufweist. In der Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleichbleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der Figuren 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 und 2 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der Figur 3 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels, insbesondere der Figuren 1 und 2, verwiesen werden.
In der Figur 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer alternativ ausgebildeten Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel weist die Ventiltriebvorrichtung zusätzlich ein Führungselement 34b auf, das ein Kulisseneingriffselement 22b, das zur Wirkverbindung mit einer Schaltkulisse 14b vorgesehen ist, aufnimmt. Das Führungselement 34b ist separat zu einem Nockenelement 10b ausgebildet und greift teilweise durch einen Durchbruch 26b, der eine Begrenzung 20b einer axialen Verschiebebewegung bereitstellt, hindurch. Es ist teilweise innerhalb des Nockenelements 10b angeordnet. Das Führungselement 34b ist in einer Führung 32b angeordnet. Es ist in die Führung 32b eingesetzt. Das Führungselement 34b ist drehfest mit dem Nockenelement 10b verbunden.
Das Führungselement 34b greift radial nach innen und damit in Richtung eines Kulissenelements 13b aus dem Nockenelement 10b heraus. Das Führungselement 34b verhindert ein direktes Anschlagen des Kulisseneingriffselements 22b an einem Durchbruchsende 28b und an einem Durchbruchsende 29b. Das Führungselement 34b liegt zur Begrenzung an dem entsprechenden Durchbruchsende 28b, 29b eines Trägerelements 19b an. Das Führungselement 34b umgibt unmittelbar das Kulisseneingriffselement 22b und ein Federelement 44b. Das Federelement 44b liegt mit einem Ende an dem Führungselement 34b und mit einem anderen Ende an dem Kulisseneingriffselement 22b an. Es stützt sich mittels des Führungselements 34b an dem Nockenelement 10b ab. Das Nockenelement 10b umgibt das Kulisseneingriffselement 22b mittelbar. Das Führungselement 34b ist zwischen einem Material des Nockenelements 10b und dem Kulisseneingriffselement 22b angeordnet. Es ist zur Begrenzung der axialen Verschiebebewegung dazu vorgesehen, das Trägerelement 19b und das Nockenelement 10b direkt zu kontaktieren. Es verhindert eine direkte Kontaktierung zwischen dem Kulisseneingriffselement 22b und dem Trägerelement 19b sowie eine direkte Kontaktierung zwischen dem Kulisseneingriffselement 22b und dem Nockenelement 10b. Das Führungselement 34b ist als eine Führungshülse ausgebildet. Das Kulisseneingriffselement 22b ist als ein Schaltpin ausgebildet.
Bezugszeichenliste
Nockenelement
Nockenelement
Nockenelement
Kulissenelement
Schaltkulisse
Schaltkulisse
Schaltkulisse
Drehbewegung
Verschiebebewegung
Trägerelement
Begrenzung
Begrenzung
Kulisseneingriffselement
Kulisseneingriffselement
Kulisseneingriffselement
Hauptrotationsachse
Durchbruch
Durchbruch
Durchbruchsende
Durchbruchsende
Durchbruchsende
Durchbruchsende
Führung
Führung
Führungselement
Aktuatoreinheit
Nocken
Teilnocken
Teilnocken
Ventilhubumschalteiheit
Mantelfläche
Innenumfang
Betätigungsmechanik Betätigungsmechanik Federelement Federelement Stellaktuator
Antriebsrad
Lager
Lager
Lager
Lager

Claims

Patentansprüche
Ventiltriebvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem drehbar und axial verschiebbar gelagerten Nockenelement (10a, 11a, 12a; 10b), das zu einer Betätigung von zumindest einem Gaswechselventil vorgesehen ist, mit zumindest einem Kulissenelement (13a; 13b), das zu einer Ventilhubumschaltung wenigstens eine Schaltkulisse (14a, 15a, 16a; 14b), die zu einer Umsetzung einer Drehbewegung (17a) des zumindest einen Nockenelements (10a, 11a, 12a; 10b) in eine axiale Verschiebebewegung (18a) des zumindest einen Nockenelements (10a, 11a, 12a; 10b) vorgesehen ist, aufweist, und mit zumindest einem drehfest mit dem zumindest einen Nockenelement (10a, 11a, 12a; 10b) verbundenen Trägerelement (19a; 19b), das zumindest eine Begrenzung (20a, 21a; 20b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, die axiale Verschiebebewegung (18a) des zumindest einen Nockenelements (10a, 11a, 12a; 10b) zu begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass
das Kulissenelement (13a; 13b) zur Ventilhubumschaltung drehfest gelagert ist.
Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kulissenelement (13a; 13b) zur Ventilhubumschaltung axial verschiebbar gelagert ist.
3. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
zumindest ein zu einer Wirkverbindung mit der zumindest einen Schaltkulisse (14a, 15a, 16a; 14b) vorgesehenen Kulisseneingriffselement (22a, 23a, 24a; 22b), das zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptrotationsachse (25a) des Trägerelements (19a; 19b) beweglich angeordnet ist.
4. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Trägerelement (19a; 19b) zu einer Bereitstellung der Begrenzung (20a, 21a; 20b) zumindest einen Durchbruch (26a, 27a; 26b) aufweist und das Kulisseneingriffselement (22a, 23a, 24a; 22b) durch den zumindest einen Durchbruch (26a, 27a; 26b) zumindest teilweise hindurchgreift.
5. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine Durchbruch (26a, 27a) zwei axiale Durchbruchsenden (28a, 29a, 30a, 31a) aufweist und das Kulisseneingriffselement (22a, 23a, 24a) zur Begrenzung dazu vorgesehen ist, an dem entsprechenden Durchbruchsende (28a, 29a, 30a, 31a) anzuliegen.
6. Ventiltriebvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kulisseneingriffselement (22a, 23a, 24a; 22b) zu einer ständigen Kontaktierung des Kulissenelements (13a; 13b) federbelastet ausgebildet ist.
7. Ventiltriebvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine Nockenelement (10a, 11a, 12a; 10b) eine Führung (32a, 33a; 32b) des Kulisseneingriffselements (22a, 23a, 24a; 22b) ausbildet, die dazu vorgesehen ist, das Kulisseneingriffselement (22a, 23a, 24a; 22b) zumindest teilweise aufzunehmen.
8. Ventiltriebvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Kulisseneingriffselement (22a, 23a, 24a; 22b) und das Nockenelement (10a, 11a, 12a; 10b) drehfest miteinander verbunden sind.
9. Ventiltriebvorrichtung zumindest nach Anspruch 3 und 4,
gekennzeichnet durch
zumindest ein zu einer zumindest teilweisen Aufnahme des zumindest einen Kulisseneingriffselements (22b) vorgesehenes Führungselement (34b), das separat zu dem Nockenelement (10b) ausgebildet ist und zumindest teilweise durch den zumindest einen Durchbruch (26b) hindurchgreift.
10. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Aktuatoreinheit (35a), die dazu vorgesehen ist, zur Ventilhubumschaltung das Kulissenelement (13a; 13b) lediglich axial zu verschieben.
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