WO2022034098A1 - Schiebenockenwellenanordnung für eine brennkraftmaschine, sowie verfahren zum schalten einer schiebenockenwellenanordnung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Schiebenockenwellenanordnung für eine brennkraftmaschine, sowie verfahren zum schalten einer schiebenockenwellenanordnung für eine brennkraftmaschine Download PDF

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Jens Schirmer
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    • F01L2013/101—Electromagnets

Definitions

  • the present invention relates to a sliding camshaft arrangement for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and a method for shifting a sliding camshaft arrangement for an internal combustion engine according to claim 13.
  • a sliding camshaft arrangement for an internal combustion engine essentially comprises a first sliding camshaft and a second sliding camshaft.
  • the first slide camshaft includes a support shaft and at least one slide cam.
  • the sliding cam as such comprises a first cam package, which has at least two partial cams with different cam contours, a shift gate and preferably a second cam package, which has at least two partial cams with different cam contours.
  • the second slide camshaft includes a support shaft and at least one slide cam.
  • the sliding cam as such comprises a first cam package, which has at least two partial cams with different cam contours, a shift gate and preferably a second cam package, which has at least two partial cams with different cam contours.
  • the difference in the cam contour can also be generated by different phase angles of two identical partial cams.
  • the shifting cam is usually shifted by an electrically operated actuator, in which an actuator pin is moved into the shift gate, whereby the shifting cam is moved to the desired axial position, so that the desired partial cam for the shifting camshaft arrangement can be used.
  • an electrically operated actuator in which an actuator pin is moved into the shift gate, whereby the shifting cam is moved to the desired axial position, so that the desired partial cam for the shifting camshaft arrangement can be used.
  • Such sliding cam systems are well known to those skilled in the art. They essentially serve to optimize gas exchange processes in internal combustion engines or internal combustion engines.
  • each sliding cam is controlled by an associated actuator.
  • DE 10 2016 225 049 A1 discloses a sliding camshaft arrangement for an internal combustion engine, comprising a first camshaft and a second camshaft, with each camshaft having a cam piece arranged in a rotationally fixed and axially displaceable manner, with the cams formed on the cam pieces being at least two different and axial have successively formed partial cams with cam contours and the axial displacement of the cam pieces takes place via at least one actuator, the first cam piece arranged on the first camshaft being operatively connected to the second cam piece arranged on the second camshaft in a connecting section of the respective cam pieces via a coupling mechanism in an axially displaceable manner.
  • the coupling mechanism comprises an axially displaceable, ie displaceable in the direction of the camshaft, connecting element or circumferential formation.
  • a sliding camshaft arrangement for an internal combustion engine having the characterizing features of claim 1.
  • the transmission means comprises a first push rod and a second push rod
  • a sliding camshaft arrangement can be provided which, for example, does not require an axially displaceable connecting element, since the use of two push rods allows both axial movements of the remote-controlled sliding cam to be represented by the second sliding camshaft.
  • the push rods can be designed to be transversely displaceable with respect to the longitudinal axes of the camshafts, which allows the sliding camshaft arrangement or the transmission means to be constructed in a cost-saving, space-reducing, weight-reducing and/or less complex manner.
  • the transmission means comprises a first actuation means for the first push rod and a second actuation means for the second push rod, with the actuation means being attached or attached to the sliding cam of the first sliding camshaft, in particular at an axial distance from one another .are formed from this.
  • the first actuating means is designed as a first radial lifting cam profile
  • the second actuating means being designed as a second radial lifting cam profile
  • the actuating means in particular at different axial positions, on the sliding cam, in particular on the Shift gate of the sliding cam, the first sliding camshaft are arranged or formed from this.
  • the first connecting rod has a first end facing the first sliding camshaft, the first connecting rod having a second end facing the second sliding camshaft, the second connecting rod having a first end facing the first sliding camshaft, wherein the second push rod has a second end facing the second shift camshaft.
  • the push rods are set up so that they can be moved between at least two positions, in particular a first position in which the first end of the first push rod is further away from the first shift camshaft and the second end is closer to the first push rod of the second shift camshaft, and the first end of the second push rod is closer to the first shift camshaft and the second end of the second push rod is further away from the second shift camshaft and a second position in which the first end of the first push rod is closer to the first shift camshaft and the second end of the first push rod is farther from the second shift camshaft, and the first end of the second push rod is farther from the first shift camshaft and the second end of the second push rod is closer to the second shift camshaft.
  • the first push rod is coupled to the second push rod via a coupling means, wherein the coupling means is set up such that an axial movement of the first push rod causes an opposite axial movement of the second push rod.
  • the coupling means is designed as a coupling lever which is connected in an articulated manner to the two push rods, the coupling lever being attached to a rotary axis between the two push rods, the rotary axis being perpendicular to the push rods or their Shift directions is aligned.
  • the transmission means is equipped with a locking means, in particular in the form of a spring-ball mechanism, which is set up to hold the push rods releasably in a predetermined position.
  • At least one of the push rods is aligned perpendicular to the longitudinal direction of the sliding camshafts or that the push rods are at an angle a between 45° and 90°, preferably at an angle a between 60° and 60° ° and 80 ° to the longitudinal direction of the sliding camshaft, are aligned.
  • the vertical alignment is particularly space-saving, the oblique alignment allows adjustments between the actuating means of the first sliding camshaft and the shifting gate of the second sliding camshaft.
  • the push rods are designed in one piece or that the push rods are designed in two parts as push rod segments and are each articulated to the coupling means. Furthermore, the present invention relates to a method for shifting a sliding camshaft arrangement for an internal combustion engine according to at least one of the preceding claims.
  • the method steps according to claim 13 propose an advantageous method for shifting the sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine
  • FIG. 2 shows a perspective view of a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine without support shafts (first switching state);
  • FIG 3 shows a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine without support shafts in a plan view (first switching state);
  • FIG. 4 shows a perspective view of a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine without support shafts (second switching state);
  • FIG. 5 shows a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine without support shafts in a plan view (second switching state);
  • FIG. 6 shows a camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine in a plan view (without actuator) in a hood module; 7 shows an embodiment of a transmission means for a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine in a perspective view;
  • FIG. 8 shows a perspective view of a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine without support shafts
  • FIG. 9 shows a perspective top view of a sliding camshaft arrangement for an internal combustion engine (without actuator) in a hood module.
  • FIG. 10 shows a plan view of a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine with inclined push rods
  • FIG. 11 shows a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine with inclined push rods in a perspective view
  • FIG. 12 shows a perspective view of a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine without support shafts.
  • a sliding camshaft arrangement according to the invention for an internal combustion engine comprises at least a first sliding camshaft 1 and a second sliding camshaft 2.
  • the first sliding camshaft 1 comprises a support shaft 11 and at least one sliding cam 12.
  • the sliding cam 12 as such comprises a first cam set 121, which has at least two partial cams 121a, 121 b with different cam contours, a shift gate 123 and preferably at least one second cam assembly 122, which has at least two partial cams 122a, 122b with different cam contours 122a, 122b.
  • the cam packs or shift gate are attached to a sliding sleeve 124 or formed in one piece with it.
  • the second sliding camshaft 2 comprises a support shaft 21 and at least one sliding cam 22.
  • the sliding cam 22 as such comprises a first cam set 221, which has at least two different cam contours 221 a, 221 b, a shift gate 223 and preferably at least one second cam set 222, which has at least has two different cam contours 222a, 222b.
  • the cam packs or shift gate are attached to a sliding sleeve 224 or formed in one piece with it.
  • the first slide camshaft 1 and the second slide camshaft 2 are arranged parallel to each other.
  • the sliding cams 12 or 22 or sliding sleeves 124 or 224 are arranged in a rotationally fixed but axially displaceable manner on the support shaft 11 or 21.
  • the longitudinal direction L1 or L2 of the sliding camshaft 1 or 2 is shown for orientation. Different control times for the valves of an internal combustion engine can be represented by the partial cams with different cam contours.
  • the sliding camshaft arrangement for an internal combustion engine is also equipped with an actuator 3 which interacts with the shift gate 123 of the first sliding camshaft 1 .
  • the actuator pin of the actuator 3 engages in the shifting gate 123 of the first shifting camshaft 1 and thereby shifts the shifting cam 12 of the first shifting camshaft 1 into the desired axial position, so that in turn the first partial cams 121a, 122a or the second partial cams 121b, 122b of the cam sets 121 and 122 control the respective valves (not shown).
  • the sliding cam 12 of the first sliding camshaft 1 can thus be shifted by the actuator 3 between a first switching state and at least one second switching state.
  • the sliding camshaft arrangement is usually installed in a hood module and can also be referred to as a valve train or be part of a valve train for an internal combustion engine.
  • the hood module is usually completed to form a cylinder head and installed in an internal combustion engine.
  • the operating principle of a sliding camshaft is sufficiently known to a person skilled in the art, so that it will not be discussed in any more detail.
  • the sliding cam 22 of the second sliding camshaft 2 is actuated via the transmission means 4 and thus indirectly also by the actuator 3 of the first sliding camshaft 1 and not by a separate second actuator.
  • an actuator ie an actuator for the second sliding camshaft 2, in particular for the sliding cam 22 of the second sliding camshaft 2 can be saved.
  • the transmission means 4 is preferably a purely mechanical device.
  • An embodiment of a transmission means 4 according to the invention comprises a first connecting rod 41 and a second connecting rod 42, and in particular a first actuating means 43 for the first connecting rod 41 and a second actuating means 44 for the second connecting rod 42, the actuating means preferably being at an axial distance from one another on the Sliding cams 12 are attached to the first sliding camshaft 1 or are formed from it.
  • the push rods 41 , 42 are preferably aligned perpendicularly to the longitudinal direction Li, L2 of the sliding camshafts 1 , 2 . In this respect, the push rods can be shifted radially with respect to the shifting camshafts 1 , 2 . It should be assumed that the first end 411 or 421 of the respective connecting rod 41 or 42 faces the first sliding camshaft 1 , while the second end 412 or 422 of the respective connecting rod 41 or 42 faces the second sliding camshaft 2 .
  • the transmission means 4, in particular each push rod 41 or 42, can be moved between at least two positions, in particular one
  • the first actuating means 43 can be designed, for example, as a first radial lifting cam profile.
  • the second actuating means 44 can be designed, for example, as a second radial lift cam profile.
  • the actuating means 43 and 44 are, preferably at different axial positions, on the sliding cam 12, in particular on the shift gate 123, the first sliding camshaft 1 arranged or formed from this or this. Due to the axial displaceability of the sliding cam 11, the actuating means 43 or 44 can also be displaced axially along the longitudinal axis Li or L2 and thus relative to the push rods 41 or 42 aligned radially thereto, so that different positions of actuating means 43 or 44 with regard to the associated push rod 41 or 42 can result. For example, it can be clearly seen in FIG. 2 that the first end 411 of the first push rod 41 is positioned in front of the first actuating means 43, i.e.
  • first actuating means 43 runs freely because the first end 411 of the first push rod 41 is far enough away from the first shift camshaft 1, in particular the first actuating means 43.
  • the second actuating means 44 also runs freely because the first end 421 of the second push rod 42 is arranged next to the second actuating means 44, although the first end 421 of the second push rod 42 is positioned close enough to the first shift camshaft 1 and is basically actuated by the second actuating means 44 could become if it s worn at him.
  • the second actuating means 44 is now positioned in front of the first end 421 of the second push rod 42, so that the second push rod 42 is actuated and moved from a position remote from the second shifting camshaft 2, in particular far from the shifting gate 223 of the second shifting camshaft 2, in the direction of the second Shift camshaft 2 is shifted to a position close to the second shift camshaft 2.
  • the first push rod 41 is preferably coupled to the second push rod 42 in such a way that an axial movement of the first push rod 41 causes an opposite axial movement of the second push rod 42 or vice versa. In other words, if the first end of the first push rod 41 moves towards the first shift camshaft 1, the first end of the second push rod 42 moves away from the first shift camshaft 1 or vice versa.
  • a coupling means 45 in particular a coupling lever, which is articulated to the two push rods 41, 42 and is attached to a rotary axis 451 between the two push rods, the rotary axis 451 preferably being perpendicular to the push rods 41, 42 or whose displacement directions is aligned.
  • the first push rod 41 is pushed by the coupling means 45 in the opposite direction, ie in the direction of the first sliding camshaft 1 .
  • the first actuating element 43 is not positioned in front of but next to the first end 411 of the first push rod 41, so that the push rod 41 remains in this state as long as the shifting cam 12 of the first shifting camshaft 1 is not switched back to the first switching state.
  • the first actuating means 43 would actuate the first push rod 41 and the second end 412 of the first push rod 41 would move into the shift gate 223 of the shift cam 22 of the second shift camshaft 2 immerse and also transfer this back to the first switching state.
  • the coupling means 45 moves the second push rod 42 and the push rods 41, 42 or the transmission means is again in a state as in Fig. 2.
  • the transmission means 4 can also be equipped with a locking means 46, for example in the form of a spring-ball mechanism, which the push rods 41, 42, for example despite vibrations of the internal combustion engine in which the proposed sliding camshaft arrangement is usually installed, detachably in the predetermined holds position.
  • a locking means 46 for example in the form of a spring-ball mechanism, which the push rods 41, 42, for example despite vibrations of the internal combustion engine in which the proposed sliding camshaft arrangement is usually installed, detachably in the predetermined holds position.
  • the second shifting camshaft 2 can be “remotely controlled” by the first shifting camshaft 1 via the transmission means 4 .
  • the transmission means 4 is designed in such a way that it is only activated when there is a change in the switching state of the shifting cam of the first shifting camshaft and is otherwise in a freewheeling state.
  • the shift cam 22 of the second shift camshaft 2 follows the switching state of the shift cam 12 of the first shift camshaft 1 through the transmission means 4 .
  • FIG. 6 Another embodiment of the present invention is illustrated in Figures 6-9.
  • the transmission means shown here differs in particular in that the push rods as such are in two parts, ie push rod segments 41a and 41b and push rod segments 42a and 42b, and are each hinged to the coupling means.
  • This embodiment is preferably provided for the activation of shifting gates of different axial widths, in which case actuating means arranged on the shifting gates have different axial distances. A translation can be generated for this via the articulation on the coupling means.
  • the push rod segments 41a and 42a facing the first shift camshaft 1 can be spaced further apart than the push rod segments 41b and 42b, so that actuating means 43, 44 that are relatively far apart axially can also be achieved.
  • the design or the installation space requirements of the shift gate 123 controlled by the actuator 3 essentially determines the distance between the connecting rods 41, 42 and thus also the axial position and width of the opposite ones Shift gate 223.
  • the shift gate 223 of the second sliding camshaft 2, which can also be addressed as a passive shift gate, can be designed in a particularly simple and space-saving and weight-saving manner.
  • the switching of the intake-exhaust valves (not shown) by means of two individual sliding cams 12, 22 and an actuator 3 is shown in FIGS.
  • the actuating elements for the second/passive shifting gate can be arranged in such a way that the push rods are undivided and aligned parallel to one another and perpendicular to the longitudinal direction of the shifting camshafts and can thus interact directly with shifting gate 223 of the second shifting camshaft 2.
  • the actuating elements on the shift gates involved preferably have identical axial distances.
  • FIGS. 6 to 9 the switching of the intake-exhaust valves by means of two double sliding cams and an actuator is shown in FIGS. 6 to 9.
  • double sliding cams are installed here, for example, which usually require spatially more extensive shifting gates for the actuator.
  • the double-sliding cams are fundamentally characterized by the fact that they include four cam packages and only one shifting gate.
  • the respective partial cams of the further cam packages are correspondingly identified with the reference symbols 121′, 122′ or 221′, 222′.
  • the shifting gate of the second shifting camshaft ie the remote-controlled shifting gate, requires less spatial expansion, particularly in the axial direction, than the controlling shifting gate with the actuating means on the first shifting camshaft.
  • the scarf scenes are of different widths.
  • the transmission means with a coupling means is preferably used here.
  • the push rods are divided and arranged in different widths parallel to one another and perpendicular to the longitudinal direction of the sliding camshafts.
  • the coupling agent acts as a kind Transmission gear for the two-part push rods.
  • the latching means can also be arranged on the coupling means between the divided connecting rods.
  • FIGS. 10 and 11 an embodiment of the transmission means is shown in FIGS. 10 and 11, in which the push rods are undivided, but do not run parallel to one another.
  • the push rods are arranged at an angle to the longitudinal direction of the sliding camshafts. Angles a of the connecting rods to one another of between 45° and 90° are conceivable, acute angles of between 60° and 80° preferably being provided.
  • the contact surfaces of the push rod ends are preferably machined to avoid point contact - no stress peaks should occur.
  • this embodiment is also suitable, preferably for shift gates with different spatial dimensions in the axial direction.
  • FIG. 12 shows an embodiment of the invention in such a way that only one intake or exhaust valve per cylinder (not shown) is switched.
  • the sliding cams 12, 21 as such each comprise only one cam assembly 121, 221 which has at least two partial cams 121a, 221a and 121 b, 221b with different cam contours, and one shifting gate 123, 223.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine, umfassend mindestens eine erste Schiebenockenwelle (1) mit einer Längsachse und eine zweite Schiebenockenwelle (2) mit einer Längsachse, wobei die erste Schiebenockenwelle (1) eine Tragwelle (11) und mindestens einen Schiebenocken (12) umfasst, wobei der Schiebenocken (12) einen ersten Nocken (121) und mindestens einen zweiten Nocken (122), sowie eine Schaltkulisse (123) umfasst, wobei die zweite Schiebenockenwelle (2) eine Tragwelle (21) und mindestens einen Schiebenocken (22) umfasst, wobei der Schiebenocken (22) einen ersten Nocken (221) und mindestens einen zweiten Nocken (222), sowie eine Schaltkulisse (223) umfasst, wobei die erste Schiebenockenwelle (1) und die zweite Schiebenockenwelle (2) parallel zueinander angeordnet sind und die die Schiebenocken (12 bzw. 22) axial verschiebbar und drehfest auf der Tragwelle (11 bzw. 21) angeordnet sind, wobei ein Übertragungsmittel (4) zur Übertragung des Schaltzustandes des Schiebenockens (12) der ersten Schiebenockenwelle (1) auf den Schiebenocken (22) der zweiten Schiebenockenwelle (2) zwischen der ersten Schiebnockenwelle (1) und der zweiten Schiebenockenwelle (2) angeordnet ist, wobei das Übertragungsmittel (4) eine erste Schubstange (41), eine zweite Schubstange (42) umfasst, sowie ein Verfahren zum Schalten einer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description

Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine, sowie Verfahren zum Schalten einer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie ein Verfahren zum Schalten einer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13.
Eine Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine umfasst im Wesentlichen eine erste Schiebenockenwelle und eine zweite Schiebenockenwelle. Die erste Schiebenockenwelle umfasst eine Tragwelle und mindestens einen Schiebenocken. Der Schiebenocken als Solches umfasst ein erstes Nockenpaket, welches mindestens zwei Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweist, eine Schaltkulisse und bevorzugt ein zweites Nockenpaket, welches mindestens zwei Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweist. Die zweite Schiebenockenwelle umfasst eine Tragwelle und mindestens einen Schiebenocken. Der Schiebenocken als Solches umfasst ein erstes Nockenpaket, welches mindestens zwei Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweist, eine Schaltkulisse und bevorzugt ein zweites Nockenpaket, welches mindestens zwei Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweist. Die Unterschiedlichkeit der Nockenkontur kann auch durch unterschiedliche Phasenwinkel zweier identischer Teilnocken erzeugt werden.
Der Schiebenocken wird zumeist von einem elektrisch betätigten Aktuator verschoben, in dem ein Aktuatorpin in die Schaltkulisse eingefahren wird, wodurch der Schiebenocken in die gewünschte axiale Position verfahren wird, so dass der gewünschte Teilnocken für die Schiebenockenwellenanordnung zum Einsatz gebracht werden kann. Dem Fachmann sind derartige Schiebenockensysteme hinreichend bekannt. Sie dienen im Wesentlichen der Optimierung von Gaswechselvorgängen in Verbrennungsmotoren bzw. Brennkraftmaschinen.
Gemäß dem Stand der Technik wird jeder Schiebenocken von einem zugeordneten Aktuator angesteuert. Dies führt zu Gewicht, Kosten und Steuerungsaufwand. Aus der DE 10 2016 225 049 A1 ist eine Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine erste Nockenwelle und eine zweite Nockenwelle bekannt geworden, wobei eine jeweilige Nockenwelle ein drehfest und axialverschieblich angeordnetes Nockenstück aufweist wobei die jeweilig an den Nockenstücken ausgeformten Nocken zumindest zwei verschieden und axial aufeinanderfolgend ausgebildete Teilnocken mit Nockenkonturen aufweisen und die axiale Verschiebung der Nockenstücke über zumindest ein Stellglied erfolgt, wobei das auf der ersten Nockenwelle angeordnete, erste Nockenstück mit dem auf der zweiten Nockenwelle angeordneten zweiten Nockenstück in einem Verbindungsabschnitt der jeweiligen Nockenstücke über einen Koppelmechanismus axialverschieblich wirkverbunden ist. Der Koppelmechanismus umfasst dabei ein axialverschiebliches, d.h. in Nockenwellenrichtung verschiebliches, Verbindungselement oder umlaufende Ausformung.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, eine verbesserte Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, insbesondere eine Schiebenockenwellenanordnung vorzuschlagen, die kein zusätzliches axialverschiebliches Verbindungselement aufweist, kostensparend, bauraumreduzierend, gewichtsreduzierend und/oder weniger komplex ausgestaltet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass das Übertragungsmittel eine erste Schubstange und eine zweite Schubstange umfasst, kann eine Schiebenockenwellenanordnung bereitgestellt werden, die beispielsweise ohne axialverschiebliches Verbindungselement auskommt, da durch die Verwendung zweier Schubstangen beide Axialbewegungen des ferngesteuerten Schiebenockens der zweiten Schiebenockenwelle dargestellt werden können. Die Schubstangen können querverschieblich im Hinblick auf die Längsachsen der Nockenwellen ausgestaltet sein, wodurch sich ein kostensparender, bauraumreduzierender, gewichtsreduzierender und/oder weniger komplexer Aufbau der Schiebenockenwellenanordnung bzw. des Übertragungsmittels darstellen lässt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Übertragungsmittel ein erstes Betätigungsmittel für die erste Schubstange und ein zweites Betätigungsmittel für die zweite Schubstange umfasst, wobei die Betätigungsmittel, insbesondere mit einem axialen Abstand zueinander, an dem Schiebenocken der ersten Schiebenockenwelle angebracht bzw. aus diesem ausgeformt sind. Durch diese Maßnahme sind keine weiteren Bauteile für die Realisierung der Betätigungsmittel erforderlich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das erste Betätigungsmittel als erstes radiales Hubnockenprofil ausgestaltet ist, wobei das zweite Betätigungsmittel als zweites radiales Hubnockenprofil ausgestaltet ist, wobei die Betätigungsmittel, insbesondere an unterschiedlichen axialen Positionen, an dem Schiebenocken, insbesondere an der Schaltkulisse des Schiebenockens, der ersten Schiebenockenwelle angeordnet bzw. aus dieser ausgebildet sind. Durch diese Maßnahme sind keine weiteren Bauteile für die Realisierung der Betätigungsmittel erforderlich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Schubstange ein der ersten Schiebenockenwelle zugewandtes erstes Ende aufweist, wobei die erste Schubstange ein der zweiten Schiebenockenwelle zugewandtes zweites Ende aufweist, wobei die zweite Schubstange ein der ersten Schiebenockenwelle zugewandtes erstes Ende aufweist, wobei die zweite Schubstange ein der zweiten Schiebenockenwelle zugewandtes zweites Ende aufweist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schubstangen dazu eingerichtet sind, dass sie sich zwischen mindestens zwei Positionen verschieben lassen, insbesondere einer ersten Position, bei welcher das erste Ende der ersten Schubstange der ersten Schiebenockenwelle weiter entfernt und das zweite Ende der ersten Schubstange der zweiten Schiebenockenwelle näher ist, sowie das erste Ende der zweiten Schubstange der ersten Schiebenockenwelle näher und das zweite Ende der zweiten Schubstange der zweiten Schiebenockenwelle weiter entfernt ist und einer zweiten Position, bei welcher das erste Ende der ersten Schubstange der ersten Schiebenockenwelle näher und das zweite Ende der ersten Schubstange der zweiten Schiebenockenwelle weiter entfernt ist, sowie das erste Ende der zweiten Schubstange der ersten Schiebenockenwelle weiter entfernt und das zweite Ende der zweiten Schubstange zweiten Schiebenockenwelle näher ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Schubstange über ein Kopplungsmittel mit der zweiten Schubstange gekoppelt ist, wobei das Kopplungsmittel dazu eingerichtet ist, dass eine axiale Bewegung der ersten Schubstange eine entgegengesetzte axiale Bewegung der zweiten Schubstange hervorruft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kopplungsmittel als Kopplungshebel ausgestaltet ist, der gelenkig mit beiden Schubstangen verbunden ist, wobei der Kopplungshebel an einer Drehachse zwischen den beiden Schubstangen angebracht ist, wobei die Drehachse senkrecht zu den Schubstangen bzw. deren Verschieberichtungen ausgerichtet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Übertragungsmittel mit einem Rastmittel, insbesondere in Form eines Feder-Kugel- Mechanismus, ausgestattet ist, welches dazu eingerichtet ist, die Schubstangen lösbar in einer vorbestimmten Position zu halten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mindestens eine der Schubstangen, insbesondere beide Schubstangen, senkrecht zur Längsrichtung der Schiebenockenwellen ausgerichtet sind oder dass die Schubstangen in einem Winkel a zwischen 45° und 90°, vorzugsweise in einem Winkel a zwischen 60° und 80° zur Längsrichtung der Schiebenockenwelle, ausgerichtet sind. Die senkrechte Ausrichtung ist besonders raumsparend, die schräge Ausrichtung ermöglicht Anpassungen zwischen den Betätigungsmitteln der ersten Schiebenockenwelle und der Schaltkulisse der zweiten Schiebenockenwelle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass, die Schubstangen einteilig ausgestaltet sind oder dass die Schubstangen zweigeteilt als Schubstangensegmente ausgestaltet sind und jeweils gelenkig an dem Kopplungsmittel angebracht sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Schalten einer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.
Durch die Verfahrensschritte gemäß Anspruch 13 wird ein vorteilhaftes Verfahren zum Schalten der erfindungsgemäßen Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 2 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer perspektivischen Darstellung (erster Schaltzustand);
Fig. 3 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer Draufsicht (erster Schaltzustand);
Fig. 4 eine erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer perspektivischen Darstellung (zweiter Schaltzustand);
Fig. 5 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer Draufsicht (zweiter Schaltzustand);
Fig. 6 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine in einer Draufsicht (ohne Aktuator) in einem Haubenmodul; Fig. 7 eine Ausführungsform eines Übertragungsmittels für einen erfindungsgemäßen Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 8 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 9 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine in einer perspektivischen Draufsicht (ohne Aktuator) in einem Haubenmodul.
Fig.10 eine erfindungsgemäße Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine mit schräggestellten Schubstangen in einer Draufsicht;
Fig.11 eine erfindungsgemäße Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine mit schräggestellten Schubstangen in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 12 ein erfindungsgemäßer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ohne Tragwellen in einer perspektivischen Darstellung.
Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet:
Li, l_2 Längsachsen der Schiebenockenwellen
1 Schiebenockenwelle
2 Schiebenockenwelle
3 Aktuator
4 Übertragungsmittel Tragwelle
Schiebenocken
Tragwelle
Schiebenocken erste Schubstange a erstes Schubstangensegmentb zweites Schubstangensegment zweite Schubstange a erstes Schubstangensegmentb zweites Schubstangensegment erstes Betätigungsmittel zweites Betätigungsmittel
Kopplungsmittel
Rastmittel 1 erstes Nockenpaket 1 a erster Teilnocken 1 b zweiter Teilnocken 2 zweites Nockenpaket a erster Teilnocken b zweiter T eilnocken Schaltkulisse Schiebenockenhülse ' drittes Nockenpaket ' viertes Nockenpaket erstes Nockenpaket a erster Teilnocken b zweiter Teilnocken zweites Nockenpaket a erster Teilnocken b zweiter Teilnocken Schaltkulisse Schiebenockenhülse ' drittes Nockenpaket ' viertes Nockenpaket erstes Ende (der ersten Schubstange) zweites Ende (der ersten Schubstange) erstes Ende (der zweiten Schubstange) 422 zweites Ende (der zweiten Schubstange)
451 Drehachse
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.
Eine erfindungsgemäße Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine umfasst mindestens eine erste Schiebenockenwelle 1 und eine zweite Schiebenockenwelle 2. Die erste Schiebenockenwelle 1 umfasst eine Tragwelle 11 und mindestens einen Schiebenocken 12. Der Schiebenocken 12 als Solches umfasst ein erstes Nockenpaket 121 , welches mindestens zwei Teilnocken 121a, 121 b mit unterschiedliche Nockenkonturen aufweist, eine Schaltkulisse 123 und vorzugsweise mindestens ein zweites Nockenpaket 122, welches mindestens zwei Teilnocken 122a, 122b mit unterschiedlichen Nockenkonturen 122a, 122b aufweist. Die Nockenpakete bzw. Schaltkulisse sind auf einer Schiebehülse 124 angebracht bzw. einteilig mit dieser ausgebildet.
Die zweite Schiebenockenwelle 2 umfasst eine Tragwelle 21 und mindestens einen Schiebenocken 22. Der Schiebenocken 22 als Solches umfasst ein erstes Nockenpaket 221 , welches mindestens zwei unterschiedliche Nockenkonturen 221 a, 221 b aufweist, eine Schaltkulisse 223 und vorzugsweise mindestens ein zweites Nockenpaket 222, welches mindestens zwei unterschiedliche Nockenkonturen 222a, 222b aufweist. Die Nockenpakete bzw. Schaltkulisse sind auf einer Schiebehülse 224 angebracht bzw. einteilig mit dieser ausgebildet.
Die erste Schiebenockenwelle 1 und die zweite Schiebenockenwelle 2 sind parallel zueinander angeordnet.
Die Schiebenocken 12 bzw. 22 bzw. Schiebehülsen 124 bzw. 224 sind drehfest, aber axial verschiebbar auf der Tragwelle 11 bzw. 21 angeordnet. Zur Orientierung ist die Längsrichtung L1 bzw. L2 der Schiebenockenwelle 1 bzw. 2 eingezeichnet. Durch die Teilnocken mit unterschiedlichen Nockenkonturen können unterschiedliche Steuerzeiten für die Ventile einer Brennkraftmaschine dargestellt werden. Die Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine ist darüber hinaus mit einem Aktuator 3 ausgestattet, der mit der Schaltkulisse 123 der ersten Schiebenockenwelle 1 zusammenwirkt. Dabei greift der Aktuatorpin des Aktuators 3 je nach gewünschtem Schaltzustand in die Schaltkulisse 123 der ersten Schiebenockenwelle 1 ein und verschiebt dabei den Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 in die gewünschte axiale Position, so dass wiederum die ersten Teilnocken 121 a, 122a oder die zweiten Teilnocken 121 b, 122b der Nockenpakete 121 und 122 die jeweiligen Ventile (nicht dargestellt) ansteuern. Der Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 lässt sich also durch den Aktuator 3 zwischen einem ersten Schaltzustand und mindestens einem zweiten Schaltzustand verschieben. Die Schiebenockenwellenanordnung ist in der Regel in einem Haubenmodul verbaut und kann auch als Ventiltrieb angesprochen werden bzw. Teil eines Ventiltriebs für eine Brennkraftmaschine sein. Das Haubenmodul wird in der Regel zu einem Zylinderkopf komplettiert und in einer Brennkraftmaschine verbaut. Das Wirkprinzip einer Schiebenockenwelle ist dem Fachmann hinreichend bekannt, so dass hierauf nicht näher eingegangen werden soll.
Es ist vorgesehen, dass ein Übertragungsmittel 4 zwischen der ersten Schiebenockenwelle 1 , insbesondere dem Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 und der zweiten Schiebenockenwelle 2, insbesondere dem Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2, angeordnet ist. Mit anderen Worten, der Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 wird über das Übertragungsmittel 4 und damit mittelbar auch durch den Aktuator 3 der ersten Schiebenockenwelle 1 und nicht durch einen eigenen zweiten Aktuator betätigt. Im Ergebnis kann ein Aktuator, sprich ein Aktuator für die zweite Schiebenockenwelle 2, insbesondere für den Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2, eingespart werden.
Bei dem Übertragungsmittel 4 handelt es sich vorzugsweise um eine rein mechanische Einrichtung. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Übertragungsmittels 4 umfasst eine erste Schubstange 41 und eine zweite Schubstange 42, sowie insbesondere ein erstes Betätigungsmittel 43 für die erste Schubstange 41 und ein zweites Betätigungsmittel 44 für die zweite Schubstange 42, wobei die Betätigungsmittel vorzugsweise in einem axialen Abstand zueinander an dem Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 angebracht bzw. aus diesem ausgeformt sind.
Die Schubstangen 41 , 42 sind vorzugsweise senkrecht zur Längsrichtung Li, L2 der Schiebenockenwellen 1 , 2 ausgerichtet. Insofern können die Schubstangen radial im Hinblick auf die Schiebenockenwellen 1 , 2 verschoben werden. Es soll davon ausgegangen werden, dass das erste Ende 411 bzw. 421 der jeweiligen Schubstange 41 bzw. 42 der ersten Schiebenockenwelle 1 zugewandt ist, während das zweite Ende 412 bzw. 422 der jeweiligen Schubstange 41 bzw. 42 der zweiten Schiebenockenwelle 2 zugewandt ist.
Das Übertragungsmittel 4, insbesondere jede Schubstange 41 bzw. 42, lässt sich zwischen mindestens zwei Positionen verschieben, insbesondere einer
- ersten Position, bei welcher das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 der ersten Schiebenockenwelle 1 weiter entfernt und das zweite Ende 412 der ersten Schubstange 41 der zweiten Schiebenockenwelle 2 näher ist, sowie das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 der ersten Schiebenockenwelle 1 näher und das zweite Ende 422 der zweiten Schubstange 42 der zweiten Schiebenockenwelle 2 weiter entfernt ist, und
- einer zweiten Position, bei welcher das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 der ersten Schiebenockenwelle 1 näher und das zweite Ende 412 der ersten Schubstange 41 der zweiten Schiebenockenwelle 2 weiter entfernt ist, sowie das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 der ersten Schiebenockenwelle 1 weiter entfernt und das zweite Ende 422 der zweiten Schubstange 42 der zweiten Schiebenockenwelle 2 näher ist.
Das erste Betätigungsmittel 43 kann beispielsweise als erstes radiales Hubnockenprofil ausgestaltet sein.
Das zweite Betätigungsmittel 44 kann beispielsweise als zweites radiales Hubnockenprofil ausgestaltet sein.
Die Betätigungsmittel 43 bzw. 44 sind, vorzugsweise an unterschiedlichen axialen Positionen, an dem Schiebenocken 12, insbesondere an der Schaltkulisse 123, der ersten Schiebenockenwelle 1 angeordnet bzw. aus diesem bzw. dieser ausgebildet. Durch die axiale Verschiebbarkeit des Schiebenockens 11 können auch die Betätigungsmittel 43 bzw. 44 axial entlang der Längsachse Li bzw. L2 und damit relativ zu den radial hierzu ausgerichteten Schubstangen 41 bzw. 42 verschoben werden, so dass sich unterschiedliche Positionen von Betätigungsmittel 43 bzw. 44 im Hinblick auf die zugeordnete Schubstange 41 bzw. 42 ergeben können. So ist beispielsweise in der Fig. 2 gut ersichtlich, dass das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 vor dem ersten Betätigungsmittel 43 positioniert ist, also im Wesentlichen mit ihm fluchtet, während das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 neben dem zweiten Betätigungsmittel 44 positioniert ist, also nicht mit ihm fluchtet. Obgleich das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 vor dem ersten Betätigungsmittel 43 positioniert ist, läuft das erste Betätigungsmittel 43 frei, da das erste Ende 411 der ersten Schubstange 41 weit genug von der ersten Schiebenockenwelle 1 , insbesondere dem ersten Betätigungsmittel 43, entfernt ist. Das zweite Betätigungsmittel 44 läuft ebenfalls frei, da das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 neben dem zweiten Betätigungsmittel 44 angeordnet ist, obwohl das erste Ende 421 der zweiten Schubstange 42 nah genug an der ersten Schiebenockenwelle 1 positioniert und grundsätzlich von dem zweiten Betätigungsmittel 44 betätigt werden könnte, wenn es mit ihm fluchten würde.
Weitere Details der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus der Beschreibung eines Schaltvorganges. Ausgangspunkt ist die Situation gemäß Fig. 1 bis 3. Es ist selbstverständlich, dass sich die Nockenwellen während des Schaltvorganges drehen.
Der Schaltvorgang wird nunmehr durch den Aktuator 3 eingeleitet und der Aktuatorpin des Aktuators 3 fährt in die Schaltkulisse des Schiebenockens 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 ein. In Folge dessen, wird der Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 axial verschoben. Dieser Vorgang ist dem Fachmann hinreichend bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
Gleichermaßen wird aber nunmehr das zweite Betätigungsmittel 44 vor dem ersten Ende 421 der zweiten Schubstange 42 positioniert, so dass die zweite Schubstange 42 betätigt und aus einer Position fern der zweiten Schiebenockenwelle 2, insbesondere fern der Schaltkulisse 223 der zweiten Schiebenockenwelle 2, in Richtung der zweiten Schiebenockenwelle 2 in eine Position nah der zweiten Schiebnockenwelle 2 verschoben wird.
Dies wiederum hat zur Folge, dass das zweite Ende 422 der zweiten Schubstange 42 in die Schaltkulisse 223 des Schiebenockens 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 eintaucht und der Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 aus einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand axial verschoben wird.
Die erste Schubstange 41 ist bevorzugt dergestalt mit der zweiten Schubstange 42 gekoppelt, dass eine axiale Bewegung der ersten Schubstange 41 eine entgegengesetzte axiale Bewegung der zweiten Schubstange 42 bzw. vice versa hervorruft. Mit anderen Worten, bewegt sich das erste Ende der ersten Schubstange 41 auf die erste Schiebenockenwelle 1 zu, bewegt sich das erste Ende der zweiten Schubstange 42 von der ersten Schiebenockenwelle 1 weg bzw. vice versa.
Dies kann beispielsweise durch ein Kopplungsmittel 45, insbesondere einen Kopplungshebel, realisiert werden, das gelenkig mit beiden Schubstangen 41 , 42 verbunden ist, und an einer Drehachse 451 zwischen den beiden Schubstangen angebracht ist, wobei die Drehachse 451 vorzugsweise senkrecht zu den Schubstangen 41 , 42 bzw. deren Verschieberichtungen ausgerichtet ist.
Insofern wird die erste Schubstange 41 durch das Kopplungsmittel 45 in die entgegengesetzte Richtung, also in Richtung der ersten Schiebenockenwelle 1 verschoben. Das erste Betätigungselement 43 ist jedoch nicht vor, sondern neben dem ersten Ende 411 der ersten Schubstange 41 positioniert, so dass die Schubstange 41 in diesem Zustand verbleibt, so lange nicht der Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 wieder in den ersten Schaltzustand überführt wird.
Würde der Schiebenocken 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 durch den Aktuator 3 wieder in den ersten Schaltzustand überführt, so würde das erste Betätigungsmittel 43 die erste Schubstange 41 betätigen und das zweite Ende 412 der ersten Schubstange 41 in die Schaltkulisse 223 des Schiebenockens 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 eintauchen und diesen ebenfalls wieder in den ersten Schaltzustand überführen. Gleichermaßen verschiebt das Kopplungsmittel 45 die zweite Schubstange 42 und die Schubstangen 41 , 42 bzw. das Übertragungsmittel befindet sich wieder in einem Zustand wie in Fig. 2.
Das Übertragungsmittel 4 kann darüber hinaus mit einem Rastmittel 46, beispielsweise in Form eines Feder-Kugel-Mechanismus, ausgestattet sein, welches die Schubstangen 41 , 42, beispielsweise trotz Vibrationen der Brennkraftmaschine, in welchem der vorgeschlagene Schiebenockenwellenanordnung üblicherweise verbaut wird, lösbar in der vorbestimmten Position hält.
Es ist ersichtlich, dass über das Übertragungsmittel 4 eine „Fernsteuerung“ der zweiten Schiebenockenwelle 2 durch die erste Schiebenockenwelle 1 erfolgen kann. Das Übertragungsmittel 4 ist derart ausgestaltet, dass es nur bei einem Wechsel des Schaltzustandes des Schiebenockens der ersten Schiebenockenwelle aktiviert wird und sich ansonsten in einem Zustand des Freilaufes befindet. Mit andern Worten, folgt der Schiebenocken 22 der zweiten Schiebenockenwelle 2 durch das Übertragungsmittel 4 dem Schaltzustand des Schiebenockens 12 der ersten Schiebenockenwelle 1 .
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 6 bis 9 dargestellt. Das hier dargestellte Übertragungsmittel unterscheidet sich insbesondere darin, dass die Schubstangen als solches zweigeteilt, also Schubstangensegmente 41a und 41 b, sowie Schubstangensegmente 42a und 42b vorgesehen sind, und jeweils an dem Kopplungsmittel angelenkt sind. Diese Ausführungsform ist vorzugsweise für die Ansteuerung axial unterschiedlich breiter Schaltkulissen vorgesehen, bei denen also auf den Schaltkulissen angeordnete Betätigungsmittel unterschiedliche axiale Abstände aufweisen. Es lässt sich hierfür über die Anlenkung an dem Kopplungsmittel eine Übersetzung generieren. Zudem können beispielsweise die der ersten Schiebenockenwelle 1 zugewandten Schubstangensegmente 41 a und 42a weiter voneinander beabstandet werden, als die Schubstangensegmente 41 b und 42b, so dass auch axial relativ weit auseinanderliegende Betätigungsmittel 43, 44 erreicht werden können.
Die Bauform bzw. die Bauraumanforderungen der durch den Aktuator 3 angesteuerten Schaltkulisse 123 bestimmt im Wesentlichen den Abstand der Schubstangen 41 , 42 zueinander und somit auch die axiale Lage und Breite der gegenüberliegenden Schaltkulisse 223. Die, auch als passive Schaltkulisse ansprechbare, Schaltkulisse 223 der zweiten Schiebenockenwelle 2 kann besonders einfach und platz- und gewichtssparend ausgestaltet werden, insbesondere entfallen Auswurframpen für einen Aktuatorpin eines entsprechend nicht vorhandenen Aktuators für diese Schaltkulisse 223.
Zur weiteren Verdeutlichung der jeweiligen Bauraumanforderungen sollen die Beispiele aus den Abbildungen erneut aufgegriffen werden.
So ist in den Abbildungen Fig. 1 bis 5 die Schaltung der Einlass- Auslassventile (nicht dargestellt) mittels zwei einzelner Schiebenocken 12, 22 und einem Aktuator 3 dargestellt. Aufgrund der Bauform der ersten Schaltkulisse können die Betätigungselemente für die zweite/passive Verschiebkulisse derart angeordnet werden, dass die Schubstangen ungeteilt und parallel zueinander, sowie senkrecht zur Längsrichtung der Schiebenockenwellen ausgerichtet sind und so direkt mit der Schaltkulisse 223 der zweiten Schiebenockenwelle 2 interagieren können. Die Betätigungselemente an den beteiligten Schaltkulissen weisen vorzugsweise identische axiale Abstände auf.
Ferner ist in den Fig. 6 bis 9 die Schaltung der Einlass- Auslassventile mittels zweier Doppelschiebenocken und einem Aktuator dargestellt. Statt Einzelschiebenocken sind hier beispielsweise Doppelschiebenocken verbaut, die in der Regel räumlich ausgedehntere Schaltkulissen für den Aktuator benötigen. Die Doppelschiebenocken zeichnen sich grundsätzlich dadurch aus, dass sie vier Nockenpakete und nur eine Schaltkulisse umfassen. Die jeweiligen Teilnocken der weiteren Nockenpakete sind entsprechend analog mit den Bezugszeichen 121 ', 122' bzw. 221 ', 222' gekennzeichnet. Die Schaltkulisse der zweiten Schiebenockenwelle, also die ferngesteuerte Schaltkulisse, benötigt jedoch weniger räumliche Ausdehnung, insbesondere in axialer Richtung, als die steuernde Schaltkulisse mit den Betätigungsmitteln auf der ersten Schiebenockenwelle. Im Wesentlichen sind die Schalkulissen also unterschiedlich breit. Hier kommt vorzugsweise das Übertragungsmittel mit einem Kopplungsmittel in Frage. Die Schubstangen sind geteilt und in unterschiedlicher Breite zueinander parallel sowie senkrecht zur Längsrichtung der Schiebenockenwellen angeordnet. Das Kopplungsmittel fungiert als eine Art Übersetzungsgetriebe für die zweigeteilten Schubstangen. Das Rastmittel kann dabei auch an dem Kopplungsmittel zwischen den geteilten Schubstangen angeordnet sein.
Darüber hinaus ist in den Fig. 10 und 11 eine Ausführungsform des Übertragungsmittels dargestellt, bei dem die Schubstangen zwar ungeteilt sind, jedoch nicht parallel zueinander verlaufen. Die Schubstangen sind schräg zur Längsrichtung der Schiebenockenwellen angeordnet. Denkbar sind Winkel a der Schubstangen zueinander zwischen 45° und 90°, wobei vorzugsweise spitze Winkel zwischen 60° und 80° vorgesehen sind. Die Kontaktflächen der Schubstangenenden sind vorzugsweise formbearbeitet um Punktberührungen zu vermeiden - es sollen keine Spannungsspitzen auftreten. Auch diese Ausführungsform eignet sich, wie auch die Ausführungsform mit den geteilten und versetzten Schubstangen, vorzugsweise für Schaltkulissen mit unterschiedlicher räumlicher Ausdehnung in axialer Richtung.
Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung dergestalt, dass nur ein Einlass- bzw. Auslassventil pro Zylinder (nicht dargestellt) geschalten wird. In dieser Ausgestaltung umfassen die Schiebenocken 12, 21 als Solches jeweils nur ein Nockenpaket 121 , 221 welche mindestens zwei Teilnocken 121a, 221 a und 121 b, 221 b mit unterschiedlichen Nockenkonturen aufweisen, sowie jeweils eine Schaltkulisse 123, 223.
Es gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.

Claims

Ansprüche Schiebenockenwellenanordnung für eine Brenn Kraftmaschine, umfassend
- eine erste Schiebenockenwelle (1 ) mit einer Längsachse (Li) und eine zweite Schiebenockenwelle (2) mit einer Längsachse (L2), wobei
- die erste Schiebenockenwelle (1) eine Tragwelle (11 ) und mindestens einen Schiebenocken (12) umfasst, wobei der Schiebenocken (12) ein erstes Nockenpaket (121 ), eine Schaltkulisse (123) und insbesondere ein zweites Nockenpaket (122) umfasst, wobei
- die zweite Schiebenockenwelle (2) eine Tragwelle (21) und mindestens einen Schiebenocken (22) umfasst, wobei der Schiebenocken (22) ein erstes Nockenpaket (221 ), eine Schaltkulisse (223) und insbesondere ein zweites Nockenpaket (222) umfasst, wobei
- die erste Schiebenockenwelle (1) und die zweite Schiebenockenwelle (2) parallel zueinander angeordnet sind und die Schiebenocken (12 bzw. 22) axial verschiebbar und drehfest auf der Tragwelle (11 bzw. 21 ) angeordnet sind, wobei
- ein Übertragungsmittel (4) zur Übertragung des Schaltzustandes des Schiebenockens (12) der ersten Schiebenockenwelle (1 ) auf den Schiebenocken (22) der zweiten Schiebenockenwelle (2) zwischen der ersten Schiebenockenwelle (1 ) und der zweiten Schiebenockenwelle (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Übertragungsmittel (4) eine erste Schubstange (41 ) und eine zweite Schubstange (42) umfasst. Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsmittel (4) ein erstes Betätigungsmittel (43) für die erste Schubstange (41) und ein zweites Betätigungsmittel (44) für die zweite Schubstange (42) umfasst, wobei die Betätigungsmittel (43, 44), insbesondere in einem axialen Abstand, an dem Schiebenocken (12) der ersten Schiebenockenwelle (1 ) angebracht bzw. aus diesem ausgeformt sind. Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betätigungsmittel (43) als erstes radiales Hubnockenprofil ausgestaltet ist, wobei das zweite Betätigungsmittel (44) als zweites radiales Hubnockenprofil ausgestaltet ist, wobei die Betätigungsmittel (43 bzw. 44) an der ersten Schiebenockenwelle (1 ) angeordnet bzw. aus diesem bzw. dieser ausgebildet sind. Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel (43 bzw. 44) an dem Schiebenocken (12) der ersten Schiebenockenwelle (1 ), insbesondere an der Schaltkulisse (123) des Schiebenockens (12) und/oder an unterschiedlichen axialen Positionen, angeordnet sind. Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die erste Schubstange (41 ) ein der ersten Schiebenockenwelle (1 ) zugewandtes erstes Ende (411 ) aufweist, wobei
- die erste Schubstange (41 ) ein der zweiten Schiebenockenwelle (2) zugewandtes zweites Ende (412) aufweist, wobei
- die zweite Schubstange (42) ein der ersten Schiebenockenwelle (1) zugewandtes erstes Ende (421 ) aufweist, wobei
- die zweite Schubstange (42) ein der zweiten Schiebenockenwelle (2) zugewandtes zweites Ende (422) aufweist. Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schubstangen (41 , 42) zwischen mindestens zwei Positionen verschieben lassen, insbesondere einer - ersten Position, bei welcher das erste Ende (411 ) der ersten Schubstange (41 ) der ersten Schiebenockenwelle (1 ) weiter entfernt und das zweite Ende (412) der ersten Schubstange (41 ) der zweiten Schiebenockenwelle (2) näher ist, sowie das erste Ende (421 ) der zweiten Schubstange (42) der ersten Schiebenockenwelle (1 ) näher und das zweite Ende (422) der zweiten Schubstange (42) der zweiten Schiebenockenwelle (2) weiter entfernt ist, und einer
- zweiten Position, bei welcher das erste Ende (411 ) der ersten Schubstange (41 ) der ersten Schiebenockenwelle (1 ) näher und das zweite Ende (412) der ersten Schubstange (41 ) der zweiten Schiebenockenwelle (2) weiter entfernt ist, sowie das erste Ende (421) der zweiten Schubstange (42) der ersten Schiebenockenwelle (1 ) weiter entfernt und das zweite Ende (422) der zweiten Schubstange (42) der zweiten Schiebenockenwelle (2) näher ist. Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schubstange (41 ) über ein Kopplungsmittel (45) mit der zweiten Schubstange (42) gekoppelt ist, wobei das Kopplungsmittel (45) dazu eingerichtet ist, dass eine axiale Bewegung der ersten Schubstange (41 ) eine entgegengesetzte axiale Bewegung der zweiten Schubstange (42) hervorruft. Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsmittel (45) als Kopplungshebel ausgestaltet ist, der gelenkig mit beiden Schubstangen (41 , 42) verbunden ist, wobei der Kopplungshebel an einer Drehachse (451) zwischen den beiden Schubstangen (41 , 42) angebracht ist, wobei die Drehachse (451) insbesondere senkrecht zu den Schubstangen (41 , 42) bzw. deren Verschieberichtungen ausgerichtet ist. Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsmittel (4) mit einem Rastmittel (46), insbesondere in Form eines Feder-Kugel-Mechanismus, ausgestattet ist, welches dazu eingerichtet ist, die Schubstangen (41 , 42) lösbar in einer vorbestimmten Position zu halten.
19 Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Schubstangen, insbesondere beide Schubstangen (41 , 42), senkrecht zur Längsrichtung (Li, L2) der Schiebenockenwellen (1 , 2) ausgerichtet sind oder dass die Schubstangen (41 , 42) in einem Winkel a zwischen 45° und 90°, vorzugsweise in einem Winkel a zwischen 60° und 80°, zur Längsrichtung (Li, L2) der Schiebenockenwellen (1 , 2) ausgerichtet sind. Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstangen (41 bzw. 42) einteilig ausgestaltet sind oder dass die Schubstangen zweigeteilt als Schubstangensegmente (41a, 41 b bzw. 42a, 42b) ausgestaltet sind und jeweils gelenkig an dem Kopplungsmittel (45) angebracht sind. Schiebenockenwellenanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Schiebenocken (12) der ersten Schiebenockenwelle (1) vier Nockenpakete (121 , 122, 121 ', 122'), umfasst, wobei
- der Schiebenocken (22) der zweiten Schiebenockenwelle (2) vier Nockenpakete (221 , 222, 221 ', 222') umfasst. Verfahren zum Schalten einer Schiebenockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- Einleiten des Schaltvorgangs durch Einfahren des Aktuatorpins des Aktuators (3) in die Schaltkulisse (123) der Schiebenocken (12) der ersten Schiebenockenwelle (1 ), wodurch der Schiebenocken (12) der ersten Schiebenockenwelle (1 ) axial verschoben wird, wodurch das zweite Betätigungsmittel (44) vor dem ersten Ende (421 ) der zweiten Schubstange (42) positioniert wird, so dass die zweite Schubstange (42) betätigt und aus einer Position fern der zweiten Schiebenockenwelle (2), insbesondere fern der Schaltkulisse (223) der zweiten Schiebenockenwelle (2), in Richtung der zweiten Schiebenockenwelle (2) in eine Position nah der zweiten Schiebenockenwelle (2)
20 verschoben wird, wodurch das zweite Ende (422) der zweiten Schubstange (42) in die Schaltkulisse (223) des Schiebenockens (22) der zweiten Schiebenockenwelle (2) eintaucht und der Schiebenocken (22) der zweiten Schiebenockenwelle (2) aus einem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand axial verschoben wird, wobei
- die erste Schubstange (41 ) mit der zweiten Schubstange (42) gekoppelt ist, so dass eine axiale Bewegung der ersten Schubstange (41) eine entgegengesetzte axiale Bewegung der zweiten Schubstange (42) hervorruft, wodurch die erste Schubstange (41 ) in Richtung der ersten Schiebenockenwelle (1 ) verschoben wird, wobei
- das erste Betätigungselement (43) neben dem ersten Ende (411 ) der ersten Schubstange (41) positioniert wird, so dass die Schubstange (41 ) in diesem Zustand verbleibt, so lange nicht der Schiebenocken (12) der ersten Schiebenockenwelle (1 ) wieder in den ersten Schaltzustand überführt wird.
21
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