WO2015197777A1

WO2015197777A1 - Vorrichtung zur nockenwellenverstellung einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2015197777A1
Application number: PCT/EP2015/064427
Authority: WO
Inventors: Peter Vincon; Timo Rigling; Maria GRÜNER
Original assignee: Eto Magnetic Gmbh
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2015-12-30
Also published as: CN106460595A; US20180119585A1; EP3161282A1; US10704432B2; EP3161282B1; DE102014108927A1; CN106460595B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine mit einer auf oder an einer axial verschieblich gelagerten Nockenwelle drehfest vorgesehenen, eine Steuernut (12) mit entlang einer Umdrehungsrichtung veränderlicher Nuttiefe ausbildenden Hubprofilbaugruppe (10) und zum Bewirken einer Axialverschiebung durch gesteuertes Eingreifen in die Steuernut ausgebildeten, eine elektromagnetisch antreibbare Stößeleinheit (P1, P2) aufweisenden Betätigungsmitteln (Fig. 4), wobei die Stößeleinheit so mit der Steuernut zusammenwirkt, dass diese bei Drehung in einem vorbestimmten Nutabschnitt eine Rückstell- und/oder Mitnehmerwirkung auf die Stößeleinheit ausüben kann, wobei die Stößeleinheit mindestens zwei einander benachbart und bevorzugt achsparallel vorgesehene Einzelstößel (P1, P2) aufweist, die separat voneinander antreibbar ausgebildet sind, die zum Eingreifen durch einem ersten der Einzelstößel (P2) ausgebildete Steuernut zumindest entlang einer umlaufenden Nutseite eine radial umlaufende Wand so ausbildet, dass ein benachbarter zweiter der Einzelstößel (P1) bei der Drehung außerhalb der Steuernut (12) liegt und die Hubprofilbaugruppe außerhalb der Steuernut einen zum Zusammenwirken mit dem zweiten Einzelstößel ausgebildeten radial höhenveränderten und/oder Rampenabschnitt (20) so aufweist, dass bei durch die Steuernut rückgestelltem oder entgegen einer Stößelantriebsrichtung mitgenommenem ersten Einzelstößel (P2) ein Rückstellen und/oder Mitnehmen des zweiten Einzelstößels (P1) bewirkt wird.

Description

Vorrichtung zur Nockenwellenverstellunq einer Brennkraftmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige, gattungsbildende Vorrichtung ist aus der DE 196 1 1 641 C1 bekannt. Diese Druckschrift nach dem Stand der Technik beschreibt den Erfindungshintergrund, eingeschlossen die konstruktive Realisierung der Nocken- welle, deren Lagerung sowie deren Zusammenwirken mit der Brennkraftmaschine, worauf in der vorliegenden Anmeldung nicht detailliert eingegangen wird.

Konkret zeigt diese bekannte Vorrichtung gemäß Oberbegriff, wie Betätigungs- mittel in Form einer elektromagnetisch angetriebenen Stößeleinheit durch Zusammenwirken mit einem Hubprofil eine axiale, durch den Verlauf der Steuernut vorbestimmte Verstellung der Nockenwelle bewirken können, etwa mit dem Zweck, einen Nocken verschiedenen Nockenbahnen umschaltbar zuzuordnen. Bei derartigen, als bekannt und gattungsbildend vorausgesetzten Vorrichtungen werden typischerweise mehrere Stößel (Betätigungsstifte) verwendet, damit, je nach axialer Verschiebeposition der Hubprofilbaugruppe, jeweils ein geeignet der Steuernut gegenüber stehender Stift eingreifen und die jeweils beabsichtigte Axialverschiebung bewirken kann.

Gleichzeitig erfordern gerade neuere Verbrennungsmotoren mit variablem Ventiltrieb, gesteuert mittels eines Schiebenockensystems, kompakte (d.h. entlang einer axialen Richtung möglichst schmale) Schaltkulissen als Hubprofilbaugruppe. Dies liegt beispielsweise daran, dass ein Abstand zwischen den Rol- lenschlepphebeln zur Betätigung der Ventile aufgrund eines geringen Zylinderabstands begrenzt und entsprechend eine axiale Länge des Schiebenockens auf der Nockenwelle gleichermaßen eingeschränkt ist. In der praktischen Realisierung führt dies dann bei derartigen, kompakt ausgeführten Schaltkulissen (bei welchen etwa der - abgewickelt betrachtete - Nutenverlauf S- bzw. Z-förmig ist) dazu, dass, je nach Schaltstellung, ein Einzelstößel der Stößeleinheit axial über ein Ende bzw. eine Kante der Hubprofilbaugruppe heraussteht. Grundsätzlich ist dies nicht problematisch, es wird jedoch etwa aufgrund einer fehlerhaften Ansteuerung der Betätigungsmittel (d. h. es wird nicht der korrekte, aktuell der Steuernut gegenüber stehende Einzelstößel angesteuert, sondern ein benachbarter, außerhalb der Überdeckung mit der Hubprofilbaugruppe) ein Stößelvorschub bewirkt, ohne dass dieser Stößel (bei wei- terer Drehung der Hubprofilbaugruppe) wieder zurückgestellt werden kann. Typischerweise basiert nämlich das gattungsbildende und als oberbegrifflich vorausgesetzte Nockenwellenverstellprinzip darin, dass zwar elektromagnetisch vorgeschobene Stößel geeignet in die Steuernut eingreifen, eine Rückstellung (d.h. ein Zurückführen) des betreffenden Stößels jedoch dadurch geschieht, dass die mit veränderlicher Nutentiefe ausgebildete Steuernut den betreffend vorgeschobenen Stößel wieder zurück in die Ausgangslage mitnimmt.

Bei dem (wie oben beschrieben potentiell fehlerhaft angesteuerten) Stößel, da auch im betreffenden Betriebszustand außerhalb der Hubprofilbaugruppe lie- gend, ist eine derartige Rückstellung dann jedoch nicht mehr möglich, und mangels anderer Rückstellmechanismen führt dann diese Problematik zu einer Blockade bzw. Defektsituation, welche bis zu einem Motorschaden führen kann.

Eine mögliche Lösung dieser Problematik besteht darin, für die Betätigungsmit- tel Stößeleinheiten vorzusehen, welche sich selbsttätig (etwa auch wiederum elektromagnetisch) aus der angetriebenen Vorschubposition wieder zurück in die zurückgestellte Ausgangsposition verbringen lassen. Allerdings bedingt dies nicht nur erheblichen zusätzlichen konstruktiven Aufwand bei der Realisierung der für die Betätigungsmittel eingesetzten Aktuatoren, auch würde wiederum, bei ohnehin begrenztem Bauraum, eine derartige Lösung wieder zusätzliche Platznachteile erzeugen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs kompakt auszugestalten und im Hinblick auf eine zuverlässige Rückstell- und Rückführbarkeit der Stößeleinheit so zu verbessern, dass diese, auch ohne die Notwendigkeit einer selbsttätigen Rückstellung und lediglich durch Zusammenwirken mit der Hubprofilbaugruppe, in eine Ausgangsposition zurückgestellt werden kann, selbst wenn die Hubprofilbaugruppe eine kompakte axiale Erstreckung aufweist und Schaltzustände bzw. Stößelpositionen zulässt, bei welchen - entlang der axialen Richtung - ein Einzelstößel der Stößeleinheit axial außerhalb der Hub- profilbaugruppe positioniert sein kann.

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung nach dem Hauptanspruch sowie nach dem unabhängigen Patentanspruch 4 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrie- ben.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ermöglichen es gemäß einer ersten Erfindungsvariante die beiden aneinander benachbart und bevorzugt achsparallel zueinander vorgesehenen Einzelstößel der Stößeleinheit, dass zumindest einer der Einzelstößel im Rahmen jedes Betriebszustands oberhalb bzw. zum Zusammenwirken mit der Steuernut positioniert ist, sodass das Ansteuern des ersten Einzelstößels (genauer: das Aktivieren des bevorzugt zugeordneten e- lektromagnetischen Aktuators um den Stößelvorschub zu bewirken) bereits eine definierte Axialbeziehung zwischen der Stößeleinheit und der Hubprofilbau- gruppe erzeugt. Sollte, etwa aufgrund der eingangs beschriebenen fehlerhaften Ansteuerung des anderen der Einzelstößel oder einer Undefinierten rotatorischen Position der Nockenwelle, der zweite Einzelstößel in einer - unbeabsichtigt und wirkungslos - ausgefahrenen (vorgeschobenen) Position stehen, würde zunächst durch diese konstruktive Realisierung der zweite Einzelstößel in eine axiale Position in Überdeckung mit der Hubprofilbaugruppe (und außerhalb der Steuernut) verbracht, wobei der zusätzlich erfindungsgemäß an der Hubprofilbaugruppe außerhalb der Steuernut ausgebildete radial (oder alternativ auch axial) höhenveränderte (nämlich erhöhte) Abschnitt bzw. der Rampenabschnitt dann bei weiterer Rotation der Welle (samt ansitzender Hubprofilbaugruppe) über die Rampenwirkung dann das Rücksteilen bzw. Mitnehmen des zweiten Einzelstößels bewirkt. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Realisierung der ersten Lösungsvariante mit zwei unabhängig voneinander ansteuer- und antreibbaren Einzelstößeln sorgt dafür, dass selbst ein unbeabsichtigt bzw. fehlerhaft vorgeschobener der Einzelstößel außerhalb der Steuernut (welche für den jeweils anderen, zusammenwirkenden der Einzelstößel die ordnungsgemäße Rückstellung bewirkt) zurückgeschoben bzw. zurückgestellt werden kann, sodass dann eine ordnungsgemäß in der zurückgezogenen Ausgangspo- sition befindliche Stößeleinheit für weitere Aktivierungen und Schaltvorgänge ohne die Gefahr einer Beschädigung des Motors bereitsteht.

Der erfindungsgemäße zweite Lösungsaspekt ermöglicht dieselben vorteilhaften Wirkungen; hier sind allerdings die Einzelstößel mechanisch so miteinander gekoppelt, dass ein Antreiben bzw. Zurückstellen eines der Einzelstößel automatisch eine gleiche Bewegung des jeweils anderen der Einzelstößel bewirkt, sodass es bei dieser paarweisen Lösung des radial höhenveränderten Abschnitts bzw. des Rampenabschnitts der ersten Lösungsvariante nicht bedarf. Eine typische Realisierung einer erfindungsgemäßen Kopplung zur Realisierung der zweiten Erfindungsvariante (Patentanspruch 4) zeigt die DE 20 2008 008 142 U der Anmelderin, während eine mögliche konstruktive Realisierung zur separaten, unabhängigen Ansteuerung der Einzelstößel exemplarisch in der WO 2008/1551 19 der Anmelderin offenbart ist. Im Hinblick auf diese konstruktiven Realisierungen gelten die Offenbarungsgehalte der genannten Druckschriften als jeweils zur Erfindung gehörig in die vorliegende Anmeldung einbezogen.

Konstruktiv besonders elegant ist es im Hinblick auf den ersten Lösungsaspekt, das Höhenprofil des radial höhenveränderten Abschnitts (bzw. des Rampenabschnitts) so auszugestalten, dass dieses dem Verlauf der Nuttiefe entspricht. Bei (wiederum bevorzugt) zueinander parallel angeordneten und ausgerichteten Einzelstößeln wird so eine gleichgerichtete Rückstellbewegung in entsprechenden Rückstellhüben bewirkt. Auch ist es bevorzugt, das Höhenprofil (in einer abgewickelten Projektion des Umfangs) zumindest abschnittsweise linear aus- zugestalten, um insoweit für eine Gleichmäßigkeit in der Rückstell- bzw. Mitnehmerbewegung zu sorgen.

Weiterbildungsgemäß besonders elegant ist es, die Steuernut so auszugestal- ten, dass diese entlang ihres Verlaufs (umlaufend um die Hubprofilbaugruppe) beidseitig von einer radial vorspringenden Wand begrenzt wird, wobei diese gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung eine konstante Wanddicke aufweist, um insoweit vereinfachte geometrische Verhältnisse mit einfacher Herstellbarkeit zu kombinieren.

Auch ist es im Rahmen bevorzugter Weiterbildungen besonders bevorzugt, den umlaufenden Oberflächenbereich der Hubprofilbaugruppe außerhalb der Steuernut radial so zu bemessen, dass dieser Oberflächenbereich nicht höher als eine tiefste Nuttiefe ist, sodass durch den Oberflächenbereich außerhalb der Steuernut ein dort aufgreifender Einzelstößel seinen maximalen Vorschubhub erreicht, ohne dass bereits eine - auch partielle - Rückstellung erfolgt. Andererseits ist es bevorzugt, diese radiale Höheneinstellung des Oberflächenbereichs nicht unter die tiefste Nuttiefe der Steuernut einzurichten, sodass - unter Berücksichtigung üblicher Toleranzen - der auf dem Oberflächenbereich außer- halb der Hubprofilbaugruppe greifende Einzelstößel, selbst unter Berücksichtigung von Beschleunigungs- oder anderen dynamischen Effekten, sich nicht von der zugehörigen Aktuator- bzw. Antriebsbaugruppe löst.

Während die vorliegende Erfindung besonders geeignet für (in axialer Richtung schmale) Hubprofilbaugruppen ist, welche - in der Abwicklung - eine S- oder Z- förmige Steuernut aufweisen, ist die vorliegende Erfindung gleichwohl nicht auf derartige Nutenverläufe oder -konturen beschränkt. So ist es etwa im Rahmen der Erfindung denkbar, entlang einer Umfangs- bzw. Abwicklungsrichtung einer Hubprofilbaugruppe auch zwei oder mehr S- bzw. Z-förmige Steuernuten auf- einanderfolgend vorzusehen, so dass etwa, mittels einer ersten S-Form, eine Axialbewegung entlang einer ersten Richtung und dann, entsprechend einer anschließenden umgekehrten S-Form, axiale Rück-Bewegung entlang eines Umdrehungsturnus (360°) eingerichtet sein kann. Auch ist, im Hinblick auf die vorteilhafte schmale axiale Ausdehnung, vorteilhaft und weiterbildungsgemäß die axiale Erstreckung der Hubprofilbaugruppe beschränkt auf das maximal dreifache, bevorzugt das maximal doppelte und weiter bevorzugt das maximal 1 ,5-fache des Abstands der Einzelstößel voneinander (jeweils gemessen durch den Abstand der jeweiligen Stößel-Mittelachsen). Auch hier handelt es sich jedoch um eine vorteilhafte Weiterbildung, die die prinzipielle Anwendbarkeit der Erfindung auch auf andere geometrische Verhältnisse nicht begrenzt.

Im Ergebnis ermöglicht es damit die Erfindung in überraschend einfacher, kon- struktiv und mechanisch eleganter Weise, das Dilemma einer Mehrstößel- Nockenwellenverstellung bei begrenzten Bauräumen zu lösen, wobei selbst bei unklaren Drehpositionen und/oder Undefiniert angesteuerten Einzelstößeln, auch außerhalb einer konkret zugeordneten, eine mechanische Rückstellung bewirkenden Steuernut, eine stets zuverlässige Rückstellung in eine nicht vor- geschobene Stößel-Ausgangsposition ermöglicht ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in

Fig. 1 (a)

bis

Fig. 1 (c) drei Schemadarstellungen der Ausgestaltung einer Hubprofilbaugruppe mit Steuernut und dieser schematisch zugeordneten Stößel- einheit aus zwei Einzelstößeln gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei die Teilfigur (a) eine Seitenansicht mit schematisch eingezeichnetem Nutenverlauf und Positionen des ersten Einzelstößels im Eingriff entlang einer Umdrehung der Hubprofilbaugruppe zeigt, in vertikal abgewickelter Darstellung, Teilfigur (b) eine Draufsicht auf den Nutenverlauf in abgewickelter Darstellung mit drei möglichen

Verschiebepositionen des Paares der Einzelstößel zeigt und Teilfigur (c) eine abgewickelte Längsschnittansicht durch die Vorrichtung gemäß Teilfigur (b) zeigt; Fig. 2(a)

bis

Fig. 2(g) Schemadarstellungen und Nut-Längsschnittdarstellungen zum ersten

Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , wobei die in Fig. 2 gezeigte Position

2 mit zugehörigen Schnitten den Darstellungen der Fig. 1 entspricht und die Position 1 der Fig. 2 eine alternative Relativstellung der Einzelstößel zur Hubprofilbaugruppe verdeutlicht; Fig. 3(a)

bis

Fig. 3(c) analog den Darstellungen der Fig. 1 ein gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bzw. Fig. 2 variiertes zweites Ausführungsbeispiel zeigt, bei welchem das Paar der Einzelstößel miteinan- der gekoppelt ist;

Fig. 4(a)

bis

Fig. 4(c) wiederum zum zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 2, eine gegen- über dem Schaltzustand (Schaltstellung) der Fig. 2 axial veränderte

Schaltstellung des (gekoppelten) Paares der Einzelstößel verdeutlicht;

Fig. 5(a)

bis

Fig. 5(g) Darstellungen zum zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bzw. Fig.

4, wobei die in Fig. 5 gezeigte Position 1 der Fig. 4 entspricht und die in Fig. 5 gezeigte Position 2 der Fig. 3 entspricht, mit jeweils zugehörigen Schnittstellungen entlang der Nutenverläufe und benachbart zu diesen;

Fig. 6(a)

bis Fig. 6(g) Schemadarstellungen zu einem dritten Ausführungsbeispiel, welche das zweite Ausführungsbeispiel der Figuren 3 bis 5 zusätzlich variiert, wobei ein in der Abwicklung der Figuren 3 bis 5 gezeigter einfacher Z-Verlauf in Fig. 6 zusätzlich um einen weiteren, axial entge- gengesetzten Z-Verlauf entlang des abgewickelten Umfangs ergänzt wird, eine perspektivische Darstellung von Betätigungsmitteln mit einer Stößeleinheit; und

Schemadarstellungen einer alternativen Ausgestaltung des Rampenabschnitts 20 für das erste Ausführungsbeispiel der Figuren 1 , 2 außerhalb der Steuernut 12. Die Fig. 1 verdeutlicht zunächst in der abgewickelten Draufsicht der Teilfigur (b), wie auf einer umlaufenden Außenfläche einer Hubprofilbaugruppe 10 (Schaltkulisse) eine Steuernut 12 ausgebildet ist, die entlang des abgewickelten Umfangs (0° bis 360°) den gezeigten S- bzw. Z-förmigen Nutenverlauf aufweist. Diese Steuernut 12 weist den in der Teilfigur (a) der Fig. 1 erkennbaren verän- derten Nuttiefeverlauf (gestrichelte Linie 14) auf, zwischen einer maximalen Nuttiefe 16 und einer rampenartig verringerten Nuttiefe 18, welche, wiederum gemäß Teilfigur (a), das Prinzip des mechanischen Rückstellens des gezeigten (ersten) Einzelstößels P2 verdeutlicht: Durch Rotation der Schaltkulisse und mithin der Steuernut 12 wird an der Position geringster Nuttiefe der eingreifender Einzelstößel aus seiner ursprünglich ausgefahrenen Position (im Bereich der größten Nuttiefe 16) in seine zurückgeschobene, nicht-expandierte Stellung zurückverbracht. Zusätzlich weist das erste Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , gezeigt durch den schraffierten Bereich 20 außerhalb der Steuernut, einen Rampenabschnitt auf, welcher ein der Steuernut entsprechendes Höhenprofil (genauer: Einen linear ansteigenden Verlauf) aufweist. Zweck dieses Rampenabschnitts ist es, den (potentiell unnötig bzw. fehlerhaft ausgefahrenen) zweiten Einzelstößel P1 wieder in seine zurückgeschobene Ausgangsposition zurück zu verbringen. Dies geschieht dadurch, dass aus der Position der Fig. 1 (b) oben (d.h. der Einzelstößel P1 steht axial seitlich und damit außerhalb der Hubprofilbaugruppe), zu- nächst durch die Eingriffswirkung des ersten Einzelstößels P2 die Anordnung axial verschoben wird, bis auch P1 oberhalb der Hubprofilbaugruppe, gleichwohl außerhalb der Steuernut steht; dies verdeutlicht die Position P1 ' in der Mitte der Abwickelungsdarstellung der Fig. 1 (b). Bei weiterer Drehung der Hubprofilbaugruppe wirkt dann der ansteigende Rampenbereich 20, sodass in der un- teren Position P1 " die Rampe 20 den Einzelstößel P1 zurückgestellt hat (parallel ist dies durch die mit gleichem Höhenprofil verlaufende Nut 14 für den Stößel P2 geschehen), ohne dass P1 sich jedoch im Eingriff mit der Steuernut befunden hätte. Dies führt dazu, dass zum Ende der Stellbewegung (insoweit in der Abwicklung dargestellt durch den unteren Bereich der Teilfiguren in Fig. 1 ) bei- de Einzelstößel sich jeweils in ihrer zurückgeschobenen Ausgangsposition befinden und für erneute Betriebsvorgänge ordnungsgemäß angesteuert werden können.

Die Darstellung der Fig. 1 entspricht i.Ü der Darstellung der Position 2 in Fig. 2 entsprechend den Teildarstellungen (c) bzw. (d) und zugehörigen Nuten- Profilverläufen entlang den Schnitten Y-Y sowie X-X (wobei die Fig. 2, gegenüber Fig. 1 , in der Figurenebene eine Bewegungsrichtung 0° bis 360° in Aufwärtsrichtung zeigt, umgekehrt zur Darstellung der Fig. 1 ). Ergänzend zeigt die als Position 1 in Fig. 2 markierte alternative Ausrichtung der Einzelstößel P1 , P2 relativ zur Baugruppe 10, dass auch hier etwa eine (üblicherweise nicht sinnvolle, jedoch etwa in einem Fehlerfall mögliche) Betätigung des Stößels P2 zu keiner Störung oder keiner Beschädigung der Anordnung führen würde: Würde nämlich eine Stößelbetätigung von P2, positioniert außerhalb der Nut 12 in Fig. 2(b), den Stößel P2 absenken, gelangt dieser lediglich auf die äußere Oberfläche der Hubprofilbaugruppe 10 (Schnitt Z-Z) und gleitet dort entlang der weiteren Drehung entlang, bis die Nut 12 erreicht wird. Sobald dann P2 in die Nut 12 eingreift, erreicht diese zwar den Nutengrund 16, wird jedoch bei weiterer Drehung sofort entlang der Rampe 18 wieder herausgeschoben, so dass bei vollständigem Umlauf 360° ohne Beschädigung der Ursprungszustand wieder hergestellt ist. Damit verdeutlicht auch die zusätzliche Darstellung der Position 1 , dass die gezeigte Anordnung insoweit ausfallsicher bzw. störungsresistent ist.

In der analogen visuellen Aufbereitung und Darstellung zeigen die Fig. 3 bis 5 den zweiten Lösungsaspekt der Erfindung mittels eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Gleiche Bezugszeichen verdeutlichen gleiche bzw. gleichwirkende Komponenten, wobei sich das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bis 5 vom Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , 2 dadurch unterscheidet, dass bei den Fig. 3 - 5 das Paar der Einzelstößel P1 , P2 miteinander mechanisch gekoppelt ist, während im ersten Ausführungsbeispiel diese voneinander unabhängig antreibbar sind. Die Fig. 7, insoweit als Ausschnitt aus der oben bereits diskutierten und einbezogenen DE 20 2008 008 142 U verdeutlicht eine mögliche konstruktive Realisierung einer derartigen Kopplung. Beide Stößel P1 , P2 sitzen auf einer Mitnehmerscheibe 28 und werden dort mittels Kraft eines Permanentmagneten 30 gehalten. Mitnehmerscheibe 28 und Permanentmagnet 30 sind wiederum axial als Reaktion auf die Bestromung einer Spuleneinheit 32 bewegbare Ankerkomponenten, welche in ansonsten bekannter Weise eine axiale Hubbewegung vollführen; das Bezugszeichen 34 zeigt einen (wiederum ansonsten bekannten) magnetisch leitenden Bügelabschnitt zum Herstellen eines den Antrieb bewirkenden magnetischen Flusskreises. Die so exemplarisch aufgebrachte Anordnung gemäß Fig. 7 würde entsprechend und als Grundlage für das Betriebsverhalten der Fig. 3 - 5 eine simultane Bewegung beider Einzelstößel P1 , P2 bewirken.

In der konkreten Realisierung unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel von Fig. 3 - 5 vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Hubpro- filbaugruppe (Schaltkulisse) 10 außerhalb der Steuernut 12, welche selbst wie die Steuernut 12 des ersten Ausführungsbeispiel profiliert ist, keine Rampe aufweist, sondern eine radiale (zylindrische) Außenfläche aufweist, deren Höhe der tiefsten Nuttiefe 16 entspricht. Auch hier würde jedoch, durch die exempla- risch am Beispiel der Fig. 7 beschriebene mechanische Verkopplung der Einzelstößel P1 , P2, im Verlauf der Drehung und insbesondere im ansteigenden Nutenverlauf 18 bis zur geringsten Nutentiefe der damit rückstellend betätigte Einzelstößel P2 den außerhalb der Nut verlaufenden Einzelstößel P1 mitneh- men und gleichermaßen mit in die eingeschobene Rückstellposition zurückführen.

Dabei stellt ein in den Figuren 3 bis 5 erkennbarer, die Nut 12 jeweils seitlich begrenzender Wandabschnitt 22 sicher, dass über die Führung des in der Nut laufenden Stößels hinaus, ein außerhalb der Nut stehender Stößel (z.B. P1 in Fig. 3 bzw. P2 in Fig. 4) nicht etwa unbeabsichtigt in die Nut hineingleiten kann, wenn ein unbeabsichtigter bzw. fehlerhafter Antrieb dieser Stößel erfolgt. Im Hinblick auf die Fig. 5 entspricht die dort gezeigte Position 1 (samt Teilfiguren (a) und (b) sowie den Schnitten Z-Z und Y-Y) den Darstellungen der Fig. 4, und es entspricht die in Fig. 5 gezeigte Position 2 samt den Teilfiguren (c) und (d) mit Schnitt Y-Y und X-X der Figur 3. Die Schnittansichten, insoweit vereinfachend, enthalten keine detaillierte Darstellung der die Nut beidseits beschreibenden Wand 22. Ergänzend zeigt die Darstellung der Fig. 6 als drittes Ausführungsbeispiel eine Weiterentwicklung des zweiten Ausführungsbeispiels und folgt dem Aufbau der Fig. 5; im Gegensatz zur Fig. 5 enthalten die Nutenverläufe 12 entlang des Um- fangs 0° bis 360° jedoch nicht einen einfachen S- bzw- Z-förmigen Verlauf in der Abwicklung (wie etwa in Fig. 5(a) bis 5(d) gezeigt) vielmehr ist entlang des Umfangs eine doppelte S- bzw. Z-Form ausgebildet, so dass der Verlauf im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 die Bewegung des zweiten Ausführungsbeispiels (Fig. 3 bis Fig. 5) bereits im Rahmen einer halben Umdrehung 0° bis 180° vollführt, während die zweite Umfangshälfte 180° bis 360° einen umgekehrten S- bzw. Z-förmigen Verlauf beschreibt. Damit ermöglicht die Variante der Fig. 6 ein komplexeres, insoweit Hin- und Rücksteilen des Bewegungsverhalten über die vorgelagerten Ausführungsbeispiele hinaus. Schließlich zeigt das Ausführungsbeispiel der Fig. 8 als zusätzliche, generische Ausbildung und Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels der Fig. 1 , 2 eine Möglichkeit, die außerhalb der Steuernut gebildete Rampe 20 nicht als entlang der Umfangsrichtung ansteigende Fläche auszubilden, sondern als quer zu der Umfangsrichtung (und damit in axialer Richtung) verlaufende Schräge 21 , wie die Fig. 8 in der Schnittansicht A-A zur mittleren Draufsicht verdeutlicht. Es wird deutlich, dass mit einem Abgleiten des hier außerhalb der Nut liegenden Stößels P1 entlang dieser hier axial abgeschrägten Rampe 21 das dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , 2 äquivalente Mitnahme- bzw. Bewegungsverhalten erreicht werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, eignet sich vielmehr auch für beliebige andere Varianten und Ausgestaltungen der Nockenwellenverstellvorrichtung. Auch sollen im Rahmen der vor- liegenden Offenbarung beliebige Kombinationen und Unterkombinationen der aus der vorliegenden Offenbarung erkennbaren Merkmale als zur vorliegend Erfindung gehörig und entsprechend offenbart gelten.

Claims

Patentansprüche

1 . Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine mit einer auf oder an einer axial verschieblich gelagerten Nockenwelle drehfest vorgesehenen, eine Steuernut (12) mit entlang einer Umdrehungsrichtung veränderlicher Nuttiefe ausbildenden Hubprofilbaugruppe (10) und zum Bewirken einer Axialverschiebung durch gesteuertes Eingreifen in die Steuernut ausgebildeten, eine elektromagnetisch antreibbare Stößeleinheit (P1 , P2) aufweisenden Betätigungsmitteln (Fig. 4),

wobei die Stößeleinheit so mit der Steuernut zusammenwirkt, dass diese bei Drehung in einem vorbestimmten Nutabschnitt eine Rückstell- und/oder Mitnehmerwirkung auf die Stößeleinheit ausüben kann dadurch gekennzeichnet, dass

die Stößeleinheit mindestens zwei einander benachbart und bevorzugt achsparallel vorgesehene Einzelstößel (P1 , P2) aufweist,

die separat voneinander antreibbar ausgebildet sind,

die zum Eingreifen durch einem ersten der Einzelstößel (P2) ausgebildete Steuernut zumindest entlang einer umlaufenden Nutseite eine radial umlaufende Wand so ausbildet, dass ein benachbarter zweiter der Einzelstößel (P1 ) bei der Drehung außerhalb der Steuernut (12) liegt und die Hubprofilbaugruppe außerhalb der Steuernut einen zum Zusammenwirken mit dem zweiten Einzelstößel ausgebildeten radial höhenveränderten und/oder Rampenabschnitt (20) so aufweist, dass bei durch die Steuernut rückgestelltem oder entgegen einer Stößelantriebsrichtung mitgenommenem ersten Einzelstößel (P2) ein Rücksteilen und/oder Mitnehmen des zweiten Einzelstößels (P1 ) bewirkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der radial höhenveränderte bzw. Rampenabschnitt (20) ein radiales Höhenprofil aufweist, welches parallel zu einem Verlauf der Nuttiefe verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Höhenprofil einen zumindest abschnittsweise linearen Verlauf aufweist.

4. Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine mit einer auf oder an einer axial verschieblich gelagerten Nockenwelle drehfest vorgesehenen, eine Steuernut (12) mit entlang einer Umdrehungsrichtung veränderlicher Nuttiefe ausbildenden Hubprofilbaugruppe (10) und zum Bewirken einer Axialverschiebung durch gesteuertes Eingreifen in die Steuernut ausgebildeten, eine elektromagnetisch antreibbare Stößeleinheit (P1 , P2) aufweisenden Betätigungsmitteln

die so gemeinsam miteinander antreibbar und rückstellbar ausgebildet sind, dass eine Antriebs- und Rückstellwirkung auf einem ersten der Einzelstößel ein Antreiben bzw. Rücksteilen eines zweiten der Einzelstößel bewirkt

und die zum Eingreifen durch den ersten Einzelstößel ausgebildete Steuernut zumindest entlang einer umlaufenden Nutseite eine radial umlaufende Wand so ausbildet, dass der benachbarte zweite Einzelstößel bei der Drehung außerhalb der Steuernut liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass der erste und der zweite Einzelstößel magnetisch, insbesondere permanentmagnetisch, haftend an oder auf einer gemeinsamen Antriebsfläche einer elektromagnetischen Aktoreinheit der Betätigungsmittel sitzen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine durch den ersten und den zweiten Einzelstößel beschriebene Ebene parallel zur Nockenwellenlängsachse verläuft.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Steuernut beidseits und umlaufend von einer radial vorspringenden Wand begrenzt ist, die bevorzugt eine umlaufend konstante Wanddicke aufweist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein umlaufender Oberflächenbereich der Hubprofilbaugruppe außerhalb der Steuernut eine radiale Höhe aufweist, die nicht höher als eine tiefste Nuttiefe (16) ist, bevorzugt in radialer Richtung der tiefsten Nuttiefe entspricht.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die über den Umfang der Hubprofilbaugruppe abgewickelt betrachtete Steuernut einen S- oder Z-förmigen Verlauf aufweist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine axiale Erstreckung der Hubprofilbaugruppe nicht größer ist als das dreifache, bevorzugt das zweifach, weiter bevorzugt das 1 ,5-fache, eines Stößelabstands des ersten und des zweiten, dazu parallelen Einzelstößels, bezogen auf die jeweiligen Stößelmittelachsen.