WO2014124618A2 - Ventiltrieb eines verbrennungsmotors - Google Patents

Ventiltrieb eines verbrennungsmotors Download PDF

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WO2014124618A2
WO2014124618A2 PCT/DE2013/200348 DE2013200348W WO2014124618A2 WO 2014124618 A2 WO2014124618 A2 WO 2014124618A2 DE 2013200348 W DE2013200348 W DE 2013200348W WO 2014124618 A2 WO2014124618 A2 WO 2014124618A2
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Markus Popp
Harald Elendt
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
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    • F01L2013/10—Auxiliary actuators for variable valve timing
    • F01L2013/101—Electromagnets

Definitions

  • the invention relates to a valve train of an internal combustion engine, with a camshaft comprising a carrier shaft and a non-rotatably mounted thereon and displaceable between two axial positions cam piece, the at least one cam group with different cam lobes and a circumference of the cam piece passing through axial groove with a first groove track and a second Nutbahn, the axial elevations directed in the cam direction opposite to each other, arranged completely behind each other and spaced from each other by a retraction of the second Nutbahn and correspond to the distance between the two axial positions, and with an insertable into the axial groove actuator pin for moving the cam piece in the direction of both Nutbahnen , Background of the invention
  • So-called sliding cam valve trains are known in numerous structural designs.
  • the axially stationary actuator pin engages in the rotating axial groove, the axial elevation of which forces the cam piece to move on the carrier shaft.
  • the operation of the gas exchange valves is switched between two adjacent cam lobes.
  • the displacement of the cam piece between the axial positions occurs within the angular range of the camshaft in which all cam lobes are lift-free, i. timely within the common base circle phase of all cams.
  • the time interval available for this constant angular range decreases as the engine speed increases, and correspondingly, the retraction speed of the actuator pin into the axial groove must be sufficiently high, even at high switching speeds, in order to displace the cam piece without errors.
  • a valve train of the type mentioned is known from DE 10 2009 009 080 A1.
  • the present invention has the object, a valvetrain of the type mentioned in such a way that the demands on the actuator speed, in spite of the small angular range, which is between the two axial surveys for the retraction of Aktuatoruxs available, are as moderate as possible.
  • the kinematics of the axial elevations should be such that the maximum values of acceleration and deceleration on the groove wall, which runs from the smaller diameter, are smaller than at the opposite groove wall , Ideally, these maximum values are adjusted so that the maximum contact pressure at the two groove walls does not differ significantly even during (dynamic) operation.
  • Figure 3 shows the axial groove according to Figure 2 in a perspective view
  • Figure 4 shows the axial groove of Figure 3 in plan view of the axial elevation of the first
  • Figure 5 shows the axial groove of Figure 3 in plan view of the axial elevation of the second
  • Figure 6 shows the timing and strokes of the axial groove of Figure 3 in diagram form.
  • FIG. 1 shows a sliding cam valve drive of an internal combustion engine.
  • the basic operating principle of this known valve train can be summarized to the effect that a conventionally rigid camshaft is replaced by a camshaft with an externally toothed carrier shaft 1 and thereon by means of internal toothing rotatably and longitudinally displaceable cam pieces 2.
  • Each cam piece has two groups of axially directly adjacent cams 3 and 4, whose different elevations are selectively tapped by means of cam followers, here by means of roller cam followers 5 and transferred to gas exchange valves 6.
  • the operating point-dependent activation of the respective cam 3 or 4 required displacement of the cam piece 2 on the support shaft 1 via two separate axial grooves, which enforce one end of the cam piece circumferentially.
  • the axial grooves are axially oppositely rising and mirror-symmetrical Nutbahnen 7 and 8, in which, depending on the instantaneous axial position of the cam piece, each an actuator pin 9 of an electromagnetic actuator (not shown) is retracted.
  • a locking device which (not visible here) runs in the interior of the carrier shaft and engages in the interior of the cam piece.
  • Figures 2 to 5 show a Axialnutring 10 invention before mounting on an associated built cam piece (not shown) and an electromagnetic actuator 1 1, the actuator pin 9 is currently retracted into the axial groove to move in the respective arrowed direction rotating cam piece , in FIG. 2 to the right.
  • the axial elevations S1 and S2 of the two slot tracks 7 and 8 do not extend circumferentially next to one another, but completely one behind the other in series.
  • the axial elevation S1 of the first groove track 7 and the axial elevation S2 of the second groove track 8 respectively correspond to the distance between two axial positions of the cam piece and would be as large as the center distance of the two cams 3 and 4 in the case of the valve train according to FIG.
  • the actuator pin 9 When current flows through the actuator 1 1, the actuator pin 9 is actuated by a magnetic armature 12 and retracted against the force of a return spring 13 in the axial groove until the armature rests against an inner axial stop. In this complete retraction position, the actuator pin runs radially slightly away from the groove base 14. The extension of the actuator pin from the axial groove is initiated by two ramps 15 and 16, which rise radially from the base of the groove at the end of each axial elevation S1 or S2. The actuator pin strikes the respective extension ramp 15 or 16 after the displacement of the cam piece and raises the armature of the then de-energized actuator from the axial stop and leaves the axial groove as a result of the return spring force.
  • the axial groove flanking the axial groove on both sides of the Axialnutrings 10 has two different circumferential diameters D1 and D2, and consequently the axial groove (with axially parallel groove bottom 14) of opposite groove walls 17 and 18 of different height limited.
  • the background for this construction according to the invention is the comparatively small angular range between the two axial elevations S1 and S2, which is available for the retraction of the actuator pin 9 into the second groove track 8.
  • the two curves extending in the (positive) Z-ordinate direction represent the axial stroke course of the two groove tracks 7 and 8, the dotted line showing the course of the lower groove wall 18 and the dashed line the course of the higher groove wall 17 deviating therefrom.
  • the two axial elevations S1 and S2 and the intermediate retraction area of the second groove track 8 are located completely within the common (stroke-free) base circle phase of all cam elevations, ie outside the longitudinally striped bar at the top of the diagram, which marks the shift-free angular range of the cam elevations.
  • the two curves running in the (negative) R ordinate direction represent the radial stroke profile of plane cross sections through the axial groove according to FIG. 4.
  • the dash-dotted curve corresponds to the cross section II-II through the smaller circumferential diameter D2.
  • DN is the diameter of the groove bottom 14 concentric with D1 and D2.
  • the peripheral diameter D1 has. For the illustrated embodiment, the following applies:
  • the height of the higher groove wall 17 is 3.9 mm and that the lower groove wall 18 with a height of 2 mm is only about half as high.
  • the maximum values of acceleration and deceleration on the lower groove wall are correspondingly smaller than on the higher groove wall.
  • the occurring at about 105 ° NW maximum acceleration of the axial elevation S1 by the higher groove wall is substantially greater than the occurring at about 240 ° NW maximum acceleration of the axial elevation S2 through the lower groove wall.
  • the occurring at about 140 ° NW maximum delay of the axial elevation S1 through the lower groove wall is substantially smaller than the occurring at about 280 ° NW maximum delay of Axialerhebung S2 through the higher groove wall.
  • the displacement of the cam piece is effected by the interaction of the actuator pin 9 with the axial groove and in each case one of the two groove tracks 7, 8 overall in the following angular ranges.
  • the axial groove is axialhubok, since in this area the cam lobes are effective (see longitudinally striped beams).
  • the actuator pin is moved to the position shown in FIG. Preceding each direction of rotation lying upstream circle, ie placed on the high circle, which merges with then sloping groove wall 17 and 18 in the subsequent retraction area.
  • the retraction areas of the two grooved tracks differ considerably in their length. While in the axial elevation S1 the retraction area with a length of 195 ° extends between 240 ° NW and 75 ° NW, the retraction area of the axial elevation S2 between 130 ° NW and 215 ° NW with a length of 85 ° is considerably shorter, since this retraction area only occurs between can lie the two axial elevations S1 and S2.
  • the actuator pin is placed on the high circle with the smaller circumferential diameter D2 before the retraction area of the axial elevation S2.
  • the extension ramps 15 and 16 adjoining the axial elevations S1, S2 support the extension of the actuator pin 9 from the axial groove.
  • the radial elevations of the exit ramps overlap with the entry areas and - in order not to obstruct the retraction of the actuator pin - is considerably lower than the height of the two groove walls 17, 18 at 0.8 mm.
  • another advantage of the different circumference diameter D1 and D2 of the high circle becomes clear. Because for the extension after the axial elevation S1, only the angular range between 145 ° NW and 240 ° NW is available to the actuator pin since the actuator pin would subsequently collide with the circumferential diameter D2 that rises again. In this respect, allows the lower groove wall 18, that the actuator 1 1 gets along even when leaving the axial groove with a comparatively low actuator speed.

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Abstract

Vorgeschlagen ist ein Schiebenocken-Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors, mit einer Nockenwelle, die eine Trägerwelle (1) und ein darauf verschiebbar angeordnetes Nockenstück (2) umfasst, das zumindest eine Nockengruppe (3, 4) mit unterschiedlichen Nockenerhebungen und eine Axialnut mit einer ersten Nutbahn (7) und einer zweiten Nutbahn (8) aufweist, deren Axialerhebungen (S1, S2) in Nockendrehrichtung zueinander entgegengesetzt gerichtet, vollständig hintereinander angeordnet und durch einen Einfahrbereich der zweiten Nutbahn voneinander beabstandet sind, und mit einem in die Axialnut einfahrbaren Aktuatorstift (9) zum Verschieben des Nockenstücks in Richtung beider Nutbahnen. Der von der Axialnut durchsetzte Umfang des Nockenstücks soll auf beiden Seiten der Axialnut unterschiedliche Durchmesser (D1, D2) haben, wobei der kleinere Durchmesser (D2) in den Einfahrbereich der zweiten Nutbahn übergeht.

Description

Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors, mit einer Nockenwelle, die eine Trägerwelle und ein darauf drehfest und zwischen zwei Axial- Positionen verschiebbar angeordnetes Nockenstück umfasst, das zumindest eine Nockengruppe mit unterschiedlichen Nockenerhebungen und eine den Umfang des Nockenstücks durchsetzende Axialnut mit einer ersten Nutbahn und einer zweiten Nutbahn aufweist, deren Axialerhebungen in Nockendrehrichtung zueinander entgegengesetzt gerichtet, vollständig hintereinander angeordnet und durch einen Einfahrbereich der zweiten Nutbahn voneinander beabstandet sind sowie dem Abstand zwischen beiden Axialpositionen entsprechen, und mit einem in die Axialnut einfahrbaren Aktuatorstift zum Verschieben des Nockenstücks in Richtung beider Nutbahnen. Hintergrund der Erfindung
Sogenannte Schiebenocken-Ventiltriebe sind in zahlreichen konstruktiven Ausführungen bekannt. Zur Verschiebung des Nockenstücks greift der axial stillstehende Aktuatorstift in die rotierende Axialnut ein, deren Axialerhebung das No- ckenstück zwingt, sich auf der Trägerwelle zu verschieben. Dabei wird die Betätigung der Gaswechselventile zwischen zwei benachbarten Nockenerhebungen umgeschaltet. Die Verschiebung des Nockenstücks zwischen den Axialpositionen erfolgt innerhalb des Winkelbereichs der Nockenwelle, in dem alle Nockenerhebungen hubfrei sind, d.h. rechtzeitig innerhalb der gemeinsamen Grundkreispha- se aller Nocken. Das für diesen konstanten Winkelbereich zur Verfügung stehende Zeitintervall nimmt mit zunehmender Motordrehzahl ab, und korrespondierend hierzu muss die Einfahrgeschwindigkeit des Aktuatorstifts in die Axialnut auch bei hohen Umschaltdrehzahlen ausreichend hoch sein, um das Nockenstück fehl- schaltungsfrei zu verschieben.
Ein Ventiltrieb der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2009 009 080 A1 bekannt. Die Axialerhebungen der beiden Nutbahnen verlaufen dort umfänglich nicht nebeneinander, sondern vollständig hintereinander. Diese umfängliche Rei- henschaltung der Axialerhebungen ist zwar im Hinblick auf den axialen Bauraumbedarf des Nockenstücks vorteilhaft, erfordert jedoch einen besonders schnellen Aktuator. Denn in diesem Fall sind in dem Winkelbereich der gemeinsamen Grundkreisphase des Nockenstücks nicht nur die beiden Axialerhebungen, son- dem auch der dazwischen liegende Einfahrbereich der bezüglich der Nockendrehrichtung zweiten Nutbahn unterzubringen. Der für das Einfahren des Aktua- torstifts in die zweite Nutbahn verfügbare Winkelbereich ist dementsprechend klein. Aufgabe der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die Anforderungen an die Aktuatorgeschwindigkeit trotz des kleinen Winkelbereichs, der zwischen den beiden Axialer- hebungen für den Einfahrvorgang des Aktuatorstifts zur Verfügung steht, möglichst moderat sind.
Zusammenfassung der Erfindung Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich dadurch, dass der von der Axialnut durchsetzte Umfang des Nockenstücks auf beiden Seiten der Axialnut unterschiedliche Durchmesser hat, wobei in Nockendrehrichtung der kleinere Durchmesser in den Einfahrbereich der zweiten Nutbahn übergeht. Anders ausgedrückt: der sogenannte Hochkreis, in den die Axialnut„eingeschnitten" ist, hat auf der einen Seite eine niedrigere Nutwand und folglich einen kleineren Durchmesser als auf der anderen Seite. Der Aktuatorstift kann nun vor dem Einfahren in die zweite Nutbahn auf dem kleineren Hochkreisdurchmesser vorgelagert werden, so dass der Resthub des Aktuatorstifts bis zum Nutgrund kleiner ist als bei dem deutlich längeren Einfahrbereich der ersten Nutbahn. Dementsprechend klein ist auch der Freiflugwinkel, den der Aktuatorstift bis zum Nutgrund benötigt, und die erforderliche Aktuatorgeschwindigkeit kann vergleichsweise klein sein, da sie lediglich auf diesen relativ kleinen Freiflugwinkel abgestimmt werden muss. Um die Kontaktpressungen zwischen dem Aktuatorstift und der niedrigeren Nutwand in erträglichen Grenzen zu halten, soll die Kinematik der Axialerhebungen derart sein, dass die Maximalwerte der Beschleunigung und der Verzögerung an der Nutwand, die seitens des kleineren Durchmessers verläuft, kleiner als an der gegenüberliegenden Nutwand sind. Idealerweise sind diese Maximalwerte so abgestimmt, dass sich die maximalen Kontaktpressungen an den beiden Nutwänden auch im (dynamischen) Betrieb nicht wesentlich unterscheiden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich auf der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein erfindungsgemäßer Ventiltrieb erläutert ist. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:
Figur 1 einen Ausschnitt eines an sich bekannten Schiebenocken-Ventiltriebs in
Seitenansicht;
Figur 2 in isolierter Darstellung eine Axialnut mit darin eingefahrenem Aktuatorstift des erfindungsgemäßen Ventiltriebs;
Figur 3 die Axialnut gemäß Figur 2 in perspektivischer Ansicht;
Figur 4 die Axialnut gemäß Figur 3 in Draufsicht auf die Axialerhebung der ersten
Nutbahn;
Figur 5 die Axialnut gemäß Figur 3 in Draufsicht auf die Axialerhebung der zweiten
Nutbahn; Figur 6 die Steuerzeiten und Hübe der Axialnut gemäß Figur 3 in Diagrammform.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung sei ausgehend von Figur 1 erläutert, die einen Schiebenocken- Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors zeigt. Das grundlegende Funktionsprinzip dieses an sich bekannten Ventiltriebs lässt sich dahingehend zusammenfassen, dass eine konventionell starr ausgebildete Nockenwelle durch eine Nockenwelle mit einer außenverzahnten Trägerwelle 1 und darauf mittels Innenverzahnung drehfest und längsverschiebbar angeordneten Nockenstücken 2 ersetzt ist. Jedes Nockenstück weist zwei Gruppen axial unmittelbar benachbarter Nocken 3 und 4 auf, deren unterschiedliche Erhebungen mittels Nockenfolger, hier mittels Rollenschlepphebel 5 selektiv abgegriffen und auf Gaswechselventile 6 übertragen wer- den.
Die zur betriebspunktabhängigen Aktivierung des jeweiligen Nockens 3 oder 4 erforderliche Verschiebung des Nockenstücks 2 auf der Trägerwelle 1 erfolgt über zwei separate Axialnuten, die jeweils ein Ende des Nockenstücks umfänglich durchsetzen. Bei den Axialnuten handelt es sich um sich axial entgegengesetzt erhebende und spiegelsymmetrische Nutbahnen 7 und 8, in die, je nach momentaner Axialposition des Nockenstücks, jeweils ein Aktuatorstift 9 eines elektromagnetischen Aktuators (nicht dargestellt) eingefahren wird. Zur Stabilisierung des Nockenstücks in den beiden Axialpositionen dient eine Rastiervorrichtung, die (hier nicht erkennbar) im Inneren der Trägerwelle verläuft und in das Innere des Nockenstücks einrastet.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen einen erfindungsgemäßen Axialnutring 10 vor dessen Montage auf ein zugehöriges gebautes Nockenstück (nicht dargestellt) und einen elektromagnetischen Aktuator 1 1 , dessen Aktuatorstift 9 momentan in die Axialnut eingefahren ist, um das in der jeweils eingezeichneten Pfeilrichtung drehende Nockenstück zu verschieben, und zwar in Figur 2 nach rechts. Anders als in Figur 1 verlaufen die Axialerhebungen S1 und S2 der beiden Nutbahnen 7 und 8 umfänglich nicht nebeneinander, sondern in Reihenschaltung vollständig hinterein- ander. Die Axialerhebung S1 der ersten Nutbahn 7 und die Axialerhebung S2 der zweiten Nutbahn 8 entsprechen jeweils dem Abstand zwischen zwei Axialpositionen des Nockenstücks und wären im Falle des Ventiltriebs gemäß Figur 1 so groß wie der Mittenabstand der beiden Nocken 3 und 4. Bei Bestromung des Aktuators 1 1 wird der Aktuatorstift 9 von einem Magnetanker 12 betätigt und gegen die Kraft einer Rückstellfeder 13 in die Axialnut eingefahren, bis der Magnetanker an einem inneren Axialanschlag anliegt. In dieser voll- ständigen Einfahrposition verläuft der Aktuatorstift radial geringfügig zum Nutgrund 14 beabstandet. Das Ausfahren des Aktuatorstifts aus der Axialnut wird durch zwei Rampen 15 und 16 initiiert, die sich am Ende jeder Axialerhebung S1 bzw. S2 vom Nutgrund ausgehend radial erheben. Der Aktuatorstift trifft nach dem Verschiebevorgang des Nockenstücks auf die jeweilige Ausfahrrampe 15 oder 16 auf und hebt den Magnetanker des dann unbestromten Aktuators vom Axialanschlag an und verlässt die Axialnut infolge der Rückstellfederkraft.
Erfindungsgemäß hat der die Axialnut beidseitig flankierende Hochkreis des Axialnutrings 10 zwei unterschiedliche Umfangsdurchmesser D1 und D2, und folglich ist die Axialnut (bei achsparallelem Nutgrund 14) von gegenüberliegenden Nutwänden 17 und 18 unterschiedlicher Höhe begrenzt. Hintergrund für diese erfindungsgemäße Konstruktion ist der vergleichsweise kleine Winkelbereich zwischen den beiden Axialerhebungen S1 und S2, der für das Einfahren des Aktuatorstifts 9 in die zweite Nutbahn 8 zur Verfügung steht.
Das in Figur 6 über dem Nockenwellenwinkel NW[°] dargestellte Steuerzeiten- und Hubdiagramm der Axialnut verdeutlicht dies.
Die beiden in (positiver) Z-Ordinatenrichtung verlaufenden Kurven stellen den axialen Hubverlauf der beiden Nutbahnen 7 und 8 dar, wobei die gepunktete Linie den Verlauf der niedrigeren Nutwand 18 und die gestrichelte Linie den dazu abweichenden Verlauf der höheren Nutwand 17 zeigt. Die beiden Axialerhebungen S1 und S2 sowie der dazwischen liegende Einfahrbereich der zweiten Nutbahn 8 befinden sich vollständig innerhalb der gemeinsamen (hubfreien) Grundkreispha- se aller Nockenerhebungen, also außerhalb des längsgestreiften Balkens oben im Diagramm, der den verschiebungsfreien Winkelbereich der Nockenerhebungen kennzeichnet. Die beiden in (negativer) R-Ordinatenrichtung verlaufenden Kurven stellen den radialen Hubverlauf von ebenen Querschnitten durch die Axialnut gemäß Figur 4 dar. Die durchgezogene Linie entspricht dem Querschnitt l-l durch den größeren Umfangsdurchmesser D1 , der im Diagramm mit dem Referenzwert R=0 mm ein- gezeichnet ist. Die strichpunktierte Kurve entspricht dem Querschnitt II-II durch den kleineren Umfangsdurchmesser D2. DN ist der Durchmesser des zu D1 und D2 konzentrischen Nutgrunds 14. Der Umfangsdurchmesser D1 hat. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel gilt:
D1 =45,6 mm
D2=41 ,8 mm
DN=37,8 mm
Hieraus ergibt sich, dass die Höhe der höheren Nutwand 17 3,9 mm beträgt und dass die niedrigere Nutwand 18 mit einer Höhe von 2 mm nur etwa halb so hoch ist. Im Hinblick auf erträgliche und gleichmäßige Kontaktpressungen am Aktua- torstift 9 und den sich beim Verschieben des Nockenstücks daran abstützenden Nutwänden sind die Maximalwerte der Beschleunigung und der Verzögerung seitens der niedrigeren Nutwand entsprechend kleiner als seitens der höheren Nut- wand. So ist die bei etwa 105°NW auftretende Maximalbeschleunigung der Axialerhebung S1 durch die höhere Nutwand wesentlich größer als die bei etwa 240°NW auftretende Maximalbeschleunigung der Axialerhebung S2 durch die niedrigere Nutwand. Analog ist die bei etwa 140°NW auftretende Maximalverzögerung der Axialerhebung S1 durch die niedrigere Nutwand wesentlich kleiner als die bei etwa 280°NW auftretende Maximalverzögerung der Axialerhebung S2 durch die höhere Nutwand.
Das Verschieben des Nockenstücks erfolgt durch das Zusammenspiel des Aktua- torstifts 9 mit der Axialnut und jeweils einer der beiden Nutbahnen 7, 8 insgesamt in den folgenden Winkelbereichen. Im Bereich zwischen 283°NW und 75°NW ist die Axialnut axialhubfrei, da in diesem Bereich die Nockenerhebungen wirksam sind (siehe längsgestreifter Balken). Vor den im Diagramm mit S1 -Shift und S2-Shift bezeichneten Axialerhebungen der Nutbahnen wird der Aktuatorstift auf den in Nocken- drehrichtung jeweils davor liegenden Hochkreis vorgelagert, d.h. auf den Hochkreis aufgesetzt, der mit dann abfallender Nutwand 17 bzw. 18 in den sich anschließenden Einfahrbereich übergeht. Die Einfahrbereiche der beiden Nutbahnen unterscheiden sich jedoch erheblich in ihrer Länge. Während sich bei der Axialerhebung S1 der Einfahrbereich mit 195° Länge zwischen 240°NW und 75°NW erstreckt, ist der Einfahrbereich der Axialerhebung S2 zwischen 130°NW und 215°NW mit einer Länge von 85° wesentlich kürzer, da dieser Einfahrbereich nur zwischen den beiden Axialerhebungen S1 und S2 liegen kann. Um nun den radialen Einfahrweg des Aktua- torstifts vom Hochkreis zum Nutgrund 14 der zweiten Nutbahn 8 und folglich den da- für benötigten Freiflugwinkel zu verkürzen, wird der Aktuatorstift vor dem Einfahrbereich der Axialerhebung S2 auf den Hochkreis mit dem kleinerem Umfangsdurchmes- ser D2 aufgesetzt.
Die sich an die Axialerhebungen S1 , S2 anschließenden Ausfahrrampen 15 bzw. 16 unterstützen das Ausfahren des Aktuatorstifts 9 aus der Axialnut. Aus dem Diagramm wird zum einen deutlich, dass sich die Radialerhebungen der Ausfahrrampen mit den Einfahrbereichen überlappen und - um das Einfahren des Aktuatorstifts nicht zu behindern - mit 0,8 mm wesentlich niedriger als die Höhe der beiden Nutwände 17, 18 ist. Zum anderen wird ein weiterer Vorteil der unterschiedlichen Umfangsdurchmesser D1 und D2 des Hochkreises deutlich. Denn für das Ausfahren nach der Axialerhebung S1 steht dem Aktuatorstift lediglich der Winkelbereich zwischen 145°NW und 240°NW zur Verfügung, da der Aktuatorstift daran anschließend mit dem sich erneut erhebenden Umfangsdurchmesser D2 kollidieren würde. Insofern ermöglicht die niedrigere Nutwand 18, dass der Aktuator 1 1 auch beim Verlassen der Axialnut mit einer vergleichsweise geringen Aktuatorgeschwindigkeit auskommt.
Liste der Bezugszeichen
Trägerwelle
Nockenstück
Nocken
Nocken
Nockenfolger / Rollenschlepphebel 6 Gaswechselventil
7 erste Nutbahn
8 zweite Nutbahn
9 Aktuatorstift 10 Axialnutring
1 1 Aktuator
12 Magnetanker
13 Rückstellfeder
14 Nutgrund
15 Ausfahrrampe
16 Ausfahrrampe
17 höhere Nutwand
18 niedrigere Nutwand

Claims

Patentansprüche
1 . Ventiltneb eines Verbrennungsmotors, mit einer Nockenwelle, die eine Trägerwelle (1 ) und ein darauf drehfest und zwischen zwei Axialpositionen ver- schiebbar angeordnetes Nockenstück (2) umfasst, das zumindest eine Nockengruppe (3, 4) mit unterschiedlichen Nockenerhebungen und eine den Umfang des Nockenstücks (2) durchsetzende Axialnut mit einer ersten Nutbahn (7) und einer zweiten Nutbahn (8) aufweist, deren Axialerhebungen (S1 , S2) in Nockendrehrichtung zueinander entgegengesetzt gerichtet, vollständig hintereinander angeordnet und durch einen Einfahrbereich der zweiten Nutbahn (8) voneinander beabstandet sind sowie dem Abstand zwischen beiden Axialpositionen entsprechen, und mit einem in die Axialnut einfahrbaren Aktu- atorstift (9) zum Verschieben des Nockenstücks (2) in Richtung beider Nutbahnen (7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass der von der Axialnut durch- setzte Umfang des Nockenstücks (2) auf beiden Seiten der Axialnut unterschiedliche Durchmesser (D1 , D2) hat, wobei in Nockendrehrichtung der kleinere Durchmesser (D2) in den Einfahrbereich der zweiten Nutbahn (8) übergeht.
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kinematik der Axialerhebungen (S1 , S2) derart ist, dass die Maximalwerte der Beschleunigung und der Verzögerung an der Nutwand (18), die seitens des kleineren Durchmessers (D2) verläuft, kleiner als an der gegenüberliegenden Nutwand (17) sind.
3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nutbahnen (7, 8) jeweils mit einer sich radial erhebenden Rampe (15, 16) zum Ausfahren des Aktuatorstifts (9) aus der Axialnut enden, wobei die Radialerhebung der Ausfahrrampen (15, 16) wesentlich niedriger als die Höhe der Nutwände (17, 18) zwischen den Ausfahrrampen (15, 16) ist.
PCT/DE2013/200348 2013-02-15 2013-12-11 Ventiltrieb eines verbrennungsmotors WO2014124618A2 (de)

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