WO2023046672A1 - Schaltkulisse, schiebenockensystem und nockenwelle - Google Patents

Schaltkulisse, schiebenockensystem und nockenwelle Download PDF

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WO2023046672A1
WO2023046672A1 PCT/EP2022/076081 EP2022076081W WO2023046672A1 WO 2023046672 A1 WO2023046672 A1 WO 2023046672A1 EP 2022076081 W EP2022076081 W EP 2022076081W WO 2023046672 A1 WO2023046672 A1 WO 2023046672A1
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WO
WIPO (PCT)
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groove
shifting
grooves
flank
gate
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/076081
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thilo Kowalschek
Sebastian Bär
Jens Schirmer
Mathias Röder
Original Assignee
Thyssenkrupp Dynamic Components Gmbh
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Dynamic Components Gmbh, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Dynamic Components Gmbh
Priority to CN202280058358.2A priority Critical patent/CN117881875A/zh
Publication of WO2023046672A1 publication Critical patent/WO2023046672A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators

Definitions

  • the invention relates to a shift gate, a sliding cam system and a camshaft.
  • a shift gate according to the preamble of patent claim 1 is known, for example, from WO 2020/193 560 A1.
  • shift gates are used to move or adjust sliding cam elements in variable valve controls.
  • Sliding cam elements with switching gates are therefore an important part of variable valve control in internal combustion engines.
  • valve controls can influence the valve lift movements of the intake and exhaust valves by changing the cam profiles or switch off valves by changing the cam profiles.
  • shifting gates For the axial displacement of the sliding cam element, shifting gates conventionally have shifting grooves.
  • shifting grooves are, for example, S-grooves, double-S-grooves, Y-grooves and X-grooves.
  • the shifting grooves interact with an actuator which engages in the shifting groove with at least one actuator pin.
  • stops are often provided which derive the braking forces that occur into the cylinder head cover.
  • a sliding cam system with an axial stop is known from the initially mentioned WO 2020/193 560 A1, which goes back to the applicant. Systems of this type with an axial stop reduce the installation space requirements, but have permanently high frictional torques.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a shifting gate for a sliding cam system which, thanks to a simplified structural design, requires less space and reduces braking forces on an actuator pin during a shifting process. Furthermore, the invention is based on the object of specifying a sliding cam system and a camshaft.
  • this object is achieved with regard to the shift gate by the subject matter of claim 1.
  • the above object is solved by the subject matter of claim 10 (sliding cam system) and claim 11 (camshaft), respectively.
  • a shifting gate for a sliding cam system with at least two shifting grooves for engaging at least one actuator pin, which run in a circumferential direction of the shifting gate, the two shifting grooves being separated from one another at least in sections in an entry area of the actuator pin and in one adjoining the entry area Transition area converge in such a way that they merge and form a common groove.
  • the shifting grooves each comprise at least one groove flank, in particular trailing edge and/or approach flank, which narrows the shifting grooves at least in the transition area in such a way that a groove width of the shifting grooves in the transition area is smaller than a groove width of the shifting grooves in the entry area of the actuator pin.
  • the groove width of the shifting grooves is preferably narrowed, in particular constricted, on the entry area side.
  • the groove width of the shifting grooves is reduced in a section of the shifting grooves adjoining the entry area.
  • the groove width of the shifting grooves is preferably narrowed in a transition between the entry area and the transition area.
  • the narrowing of the groove in the transition area of the shift gate has the further advantage that the area in which the actuator pin strikes the side wall of the common groove for braking is kept small, in particular locally limited.
  • the stop position of the actuator pin on the side wall can vary over a relatively large area along the common groove.
  • braking forces of different magnitudes can occur on the actuator pin for each displacement process. This complicates the design of the actuator pin, so that an axial stop is often required to brake the shift gate in the direction of displacement.
  • the shifting gate according to the invention reduces braking forces on the actuator pin, the shifting gate is braked by the actuator pin itself. In other words, there is no axial stop for braking in the displacement direction. Due to the reduced braking forces, shifting processes are also increased speed of the shift gate, low shift ranges and large groove widths of the retraction area or the common groove, in particular an extension area.
  • the entry area of the shift gate is the area into which the actuator pin enters during a shifting process.
  • the transition area is that area in which the two shifting grooves approach one another and merge into one another to form the common groove.
  • the actuator pin interacts with at least one of the groove walls, in particular the groove flank, of the switching groove for the axial displacement of the connecting link.
  • the switching grooves run in a V-shape, at least in sections.
  • the two shifting grooves and the common groove preferably form a Y shifting groove.
  • the two shifting grooves are separated from one another in the entry area in a longitudinal direction of the shifting gate. In the entry area, the two shifting grooves preferably run parallel.
  • the groove width of the shifting grooves is understood to mean the width of the cross section of the shifting grooves in the respective area, in particular the entry area or transition area.
  • the shifting gate is preferably part of a sliding cam element which has at least one cam for actuating or shutting off a valve.
  • the shift gate can be formed integrally with the cam. It is possible that the shift gate is designed as a single part.
  • the shift gate can be used as an individual part and/or be part of an assembled sliding cam element. Other use cases are possible.
  • the groove flank in particular the trailing edge, runs at least partially in the transition region to a further groove flank arranged opposite the groove flank, in particular a starting flank, of the switching grooves in such a way that during a displacement process the actuator pin comes into contact with the further groove flank.
  • the groove flank preferably extends at least in sections in the direction of the further groove flank arranged opposite.
  • the groove flank preferably has a the further Nutflank approximate course.
  • the groove flank can run obliquely to the other groove flank in order to reduce the groove width in the transition area. Or to put it another way, the groove flank runs at least partially in a funnel shape towards the further groove flank arranged opposite.
  • the shifting gate is aligned when the actuator pin comes into contact with the groove flank in the direction of displacement in the shifting groove in such a way that it is guided to the further groove flank.
  • the shifting gate is moved continuously in the direction of displacement, that is to say free of an abrupt acceleration in the direction of displacement.
  • the further groove flank in particular the approach flank, in the transition region to the groove flank, in particular the discharge flank, of the shifting grooves at least partially converges.
  • the further groove flank can thus also be designed at least partially in the shape of a funnel.
  • the groove width of the shifting grooves is preferably limited at least in the transition region by the groove flank and the further groove flank arranged opposite the groove flank.
  • the groove flank preferably delimits the shifting grooves on the inside in a longitudinal direction of the shifting gate. Additionally or alternatively, the further groove flank preferably delimits the shifting grooves on the outside in a longitudinal direction of the shifting gate.
  • the groove flank has at least one constriction section which extends laterally into the shifting groove and reduces the groove width of the shifting groove at least in the transition area.
  • the groove flank has a constriction section which preferably protrudes at least partially into the switching groove.
  • the constriction section is preferably arranged in the transition area on the drive-in area side. The constriction section preferably extends at least partially along the switching groove.
  • the constriction section can be in the transition area partially along the switching groove or over the entire length of the switching groove.
  • the constriction section represents a section of the groove flank along the switching groove. In other words, the width of the switching grooves is reduced over a switching groove section. This will be abrupt Shifting movements of the shift gate prevented. As a result, the shifting gate is shifted in one smooth movement.
  • the constriction section of the groove flank preferably has at least one curvature, which protrudes at least in sections into the switching grooves.
  • the curvature can also include a smooth transition, which is formed between the different groove widths of the shifting grooves in the entry area and in the transition area.
  • the curvature is preferably an area that is arched toward a switching groove center.
  • the curvature preferably protrudes convexly into the shifting groove. In other words, the transition between the drive-in area and the transition area takes place continuously. In other words, the transition between the entry area and the transition area is stepless. This has the advantage that the actuator pin is aligned in a smooth or flowing movement in the switching groove and is brought up to the opposite groove flank.
  • the groove flank and the further groove flank have at least one mutually parallel flank region which runs in the transition region along the switching grooves in such a way that the groove width is constant at least in sections.
  • the parallel flank area preferably adjoins the constriction section. Due to the parallel flank area, the reduced groove width is kept the same along the indexing groove. This is conducive to the even shifting movement of the shift gate.
  • At least one web is provided, which is arranged in a longitudinal direction of the shifting gate between the two shifting grooves, the groove flank, in particular the trailing edge, of the shifting grooves being part of the web.
  • the web partially separates the two shifting grooves in the direction of rotation.
  • the web preferably extends in the circumferential direction and ends in that area in which the two switching grooves merge into one another to form the common switching groove.
  • the groove flank that narrows the groove width is preferably a side wall of the web, which delimits the switching groove at least in the transition area.
  • the groove flank preferably forms a side wall of the web facing the respective shifting groove.
  • the web has two of the groove flanks, which are formed on both sides of the web, transverse to the circumferential direction.
  • the flank of the groove can be part of at least one outer wall which delimits the shifting grooves on the outside in a longitudinal direction of the shifting gate.
  • an outer wall delimiting the shifting grooves axially on the outside can form the groove flank.
  • the invention relates to a sliding cam system with at least one sliding cam element, at least one multiple pin actuator, in particular a double pin actuator, with the sliding cam element having at least one shifting gate according to the invention, with one of the shifting grooves of the shifting gate interacting with at least one actuator pin of the multiple actuator during a displacement process of the sliding cam element .
  • the invention relates to a camshaft with at least one shift gate according to the invention and/or at least one sliding cam system of the aforementioned type.
  • sliding cam system and the camshaft With regard to the sliding cam system and the camshaft, reference is made to the advantages explained in connection with the shift gate.
  • the sliding cam system and the camshaft can alternatively or additionally have individual features or a combination of several features previously mentioned in relation to the shift gate.
  • Fig. 1 is a diagram of a shift gate according to a preferred embodiment of the invention, wherein the diagram a represents a partial section of the progression of the shifting grooves as a function of the angle of rotation;
  • FIG. 2 shows a plan view of a transition area of the switching link according to FIG. 1, in which the switching grooves approach one another;
  • FIG. 3 shows a plan view of an entry or exit area of the shifting gate according to FIG.
  • FIG. 1 to 3 show a shift gate 10 according to a preferred embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows a diagram of a shift gate 10 according to an embodiment of the invention.
  • the diagram represents a partial section of a development of the shift gate 10, with part of an entry area 12, a transition area 13 and part of an extension area 27 of the shift gate 10 being shown.
  • 2 and 3 each show the shift gate 10 in a different rotational position about its longitudinal axis L.
  • the shifting gate 10 according to FIGS. 1 to 3 can be part of a sliding cam element which has at least one cam for actuating or shutting off a valve.
  • the shift gate 10 can be formed integrally with the cam. It is possible that the shift gate 10 is designed as a single part.
  • the shift gate 10 can be used as an individual part and/or be part of an assembled sliding cam element. Other use cases are possible.
  • the shifting gate 10 has two shifting grooves 11 which run in a circumferential direction of the shifting gate 10 .
  • the shift gate 10 comprises in the circumferential direction an entry area 12, an exit area 27 and a transition area 13 arranged between them.
  • the entry area 12 and the exit area 27 partially overlap in the circumferential direction.
  • the two switching grooves 11 run through the entry area 12 completely.
  • the two switching grooves 11 run parallel in the entry area 12 .
  • the two shifting grooves 11 are spaced apart from one another in the longitudinal direction, that is to say transversely to the circumferential direction, of the shifting gate 10 .
  • a web 24 is arranged between the two shifting grooves 11, which delimits the two shifting grooves 11 on the inside in the longitudinal direction. The web 24 will be discussed in more detail later.
  • the shifting grooves 11 serve to engage an actuator pin, not shown, in order to move the shifting gate 10 in a direction of displacement.
  • the direction of displacement is transverse to the circumferential direction. In other words, the displacement direction runs parallel to the longitudinal axis L of the shift gate 10.
  • the entry area 12 is that area in the circumferential direction in which an actuator pin enters one of the two shifting grooves 11 during a displacement process. When it is moved into the switching groove 11 , the actuator pin protrudes radially into the switching groove 11 .
  • the two shifting grooves 11 converge in the transition area 13 in such a way that they merge into one another and form a common groove 14 .
  • the two switching grooves 11 run together in the transition region 13 in a V-shape.
  • the grooves 11, 14 form a Y-switching groove with their course.
  • the common groove 14 runs parallel to the two switching grooves 11 .
  • the common groove 14 runs through the extension area 27.
  • the common groove 14 and the web 24 lie in the same axial position along the longitudinal axis L of the shift gate 10.
  • the common groove 14 and the web 24 are arranged essentially halfway along the shift gate 10.
  • the common groove 14 runs, starting from the transition area 13 in the circumferential direction, rising towards the web 24 .
  • the common groove 14 is continuous in the circumferential direction, in particular radially, increases and opens out on a circumferential surface of the web 24.
  • the extension area 27 is that area in which the actuator pin extends out of the common groove 14 after the shifting gate 10 has been displaced.
  • the common groove 14 forms an ejection ramp for the actuator pin.
  • the actuator pin In the extended state from the common groove 14, the actuator pin is ator, in particular multiple actuator added. In the extended state, the actuator pin is at a distance from the shift gate 10 so that it is not in contact with the shift gate 10 .
  • the switching grooves 11 have a groove width B that is smaller than a groove width B′ of the switching grooves 11 in the entry area 12 .
  • a groove width B" of the common groove 14 is greater than the groove width B of the switching grooves 11.
  • the groove width B, B', B" of the grooves 11, 14 is the width of the cross section of the grooves 11, 14 the respective cross-section position.
  • the groove width B' of the switching grooves 11 is constant.
  • the switching grooves 11 have a groove width B that is reduced in relation to the groove width B′ in the entry area 12 . In other words, the switching grooves 11 are narrowed in the transition area 13 .
  • the web 24 has two groove flanks 15, one of the groove flanks 15 adjoining one of the switching grooves 11 transversely to the circumferential direction on the inside.
  • the flanks 15 of the groove each form a side wall 25 of the web 24 .
  • the flanks of the groove 15 run towards a pointed end 28 of the web 24 .
  • the groove flanks 15 are referred to as trailing flanks. The groove flanks 15 will be discussed in more detail later.
  • the shifting grooves 11 include two further groove flanks 18 which adjoin the shifting grooves 11 in the longitudinal direction of the shifting gate 10 on the outside.
  • the other flanks 18 are part of the outer walls 26 of the shift gate 10.
  • the other flanks 18 are referred to as the starting flank.
  • one groove flank 15 is arranged opposite a further groove flank 18 .
  • the groove width B of the shifting grooves 11 corresponds to the distance between the groove flank 15 and the opposite further groove flank 18. The distance corresponds to the cross-sectional width of the shifting grooves 11.
  • the groove flank 15 and the opposite further groove flank 18 define the groove width B of the shifting grooves 11.
  • the groove flank 15 tapers in the transition region 13 to the further groove flank 18 in a funnel shape.
  • the respective groove flank 15 comprises at least one constriction section 19 which extends laterally into the shifting groove 11 and reduces the groove width B′ of the shifting groove 11 of the entry area 12 down to the groove width B of the shifting groove 11 of the transition area 13 .
  • the constriction section 19 of the groove flank 15 comprises at least one curvature 21 which projects into the switching groove 11 in sections.
  • the curvature 21 is convex and protrudes into the switching groove 11 laterally.
  • the constriction section 19 includes a bulge that extends into the switching groove 11 .
  • constriction section 10 of the groove flank 15 has a smooth transition 22 between the different groove widths B, B′ of the switching groove 11 in the entry area 12 and in the transition area 13 .
  • the switching groove 11 with the groove width B′ in the entry area 12 merges steplessly into the switching groove 11 with the groove width B in the transition area 13 .
  • the constriction section 19 of the respective groove flank 15 is formed in sections in the transition area 13 along the respective switching groove 11 .
  • the constriction section 19 is arranged in the transition area 13 on the drive-in area side.
  • a parallel flank region 23 of the groove flank 15 and the further groove flank 18 is arranged adjacent to the constriction region 19 .
  • the parallel flank area 23 runs along the switching groove 11 in the direction of the pointed end 28 of the web 24 in such a way that the groove width B is constant in this section. This can be clearly seen in FIGS. 1 and 2.
  • a displacement process of the shift gate 10 in the displacement direction, ie along the longitudinal axis L, is described below.
  • shifting gate 10 When shifting gate 10 is displaced, an actuator pin of an actuator, in particular a double actuator, moves into one of shifting grooves 11 in entry area 12 .
  • the shifting gate 10 rotates about its longitudinal axis L.
  • the shifting groove 11 has a groove width B′ in the entry area 12, which is designed to be correspondingly large in relation to a diameter of the actuator pin, so that a collision with one of the groove flanks 15, 18 is prevented.
  • the actuator pin is located in the drive-in area 12 in the shifting groove 11 at an eccentric track position. Through the constriction section 19 of the groove flank 15 of the web 24 is shift gate 10 in transition area 13 on the entry area side is displaced in such a way that the actuator pin comes into contact with further groove flank 18 .
  • the actuator pin interacts with the further groove flank 18 in such a way that the shift gate 10 is displaced in the displacement direction.
  • the shifting movement of link 10 ends when the two shifting grooves 11 merge into the common groove 14 .
  • the actuator pin moves into the common groove 14 in the extension area 27 and strikes a braking flank 29, in particular a side wall, of the common groove 14.
  • the actuator pin is then ejected through the rising common groove 14, that is to say it is radially extended out of the common groove 14.
  • the shifting process of the shift gate 10 is complete. A further displacement process in the opposite direction of displacement can be carried out.

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  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltkulisse (10) für ein Schiebenockensystem mit wenigstens zwei Schaltnuten (11) zum Eingreifen wenigstens eines Aktuatorpins, die in einer Umfangsrichtung der Schaltkulisse (10) verlaufen, wobei die beiden Schaltnuten (11) in einem Einfahrbereich (12) des Aktuatorpins abschnittsweise voneinander getrennt sind und in einem an den Einfahrbereich (12) angrenzenden Übergangsbereich (13) derart aufeinander zulaufen, dass diese ineinander übergehen und eine gemeinsame Nut (14) bilden, wobei die Schaltnuten (11) jeweils wenigstens eine Nutflanke (15), insbesondere Anlaufflanke (16) und/oder Ablaufflanke (17), umfassen, die die Schaltnuten (11) zumindest in dem Übergangsbereich (13) derart verengt, dass eine Nutbreite der Schaltnuten (11) im Übergangsbereich (13) kleiner ist als eine Nutbreite der Schaltnuten (11) im Einfahrbereich (12) des Aktuatorpins.

Description

Schaltkulisse, Schiebenockensystem und Nockenwelle
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schaltkulisse, ein Schiebenockensystem und eine Nockenwelle. Eine Schaltkulisse nach dem Oberbegriff des Patentspruchs 1 ist beispielsweise aus der WO 2020/193 560 Al bekannt.
Generell werden Schaltkulissen zum Verschieben bzw. Verstellen von Schiebennockenelementen in variablen Ventilsteuerungen eingesetzt. Schiebenockenelemente mit Schaltkulissen stellen daher einen wichtigen Bestandteil der variablen Ventilsteuerung in Brennkraftmaschinen dar. Im Wesentlichen können derartige Ventilsteuerungen die Ventilhubbewegungen der Einlass- und Auslassventile durch eine Änderung der Nockenprofile beeinflussen bzw. durch eine Änderung der Nockenprofile Ventile abschalten.
Zur axialen Verschiebung des Schiebenockenelements weisen Schaltkulissen herkömmlicherweise Schaltnuten auf. Bekannte Ausbildungen von Schaltnuten sind beispielsweise S-Nuten, Doppel-S-Nuten, Y-Nuten und X-Nuten. Zum Verschieben des Schiebenockenelements wirken die Schaltnuten mit einem Aktuator zusammen, der mit zumindest einem Aktuatorpin in die Schaltnut eingreift. Um die Verschiebebewegung der Schaltkulisse abzubremsen, sind oftmals Anschläge vorgesehen, die die auftretenden Bremskräfte in die Zylinderkopfhaube ableiten. Beispielsweise ist aus der eingangs genannten WO 2020/193 560 Al, die auf die Anmelderin zurückgeht, ein Schiebenockensystem mit einem Axialanschlag bekannt. Derartige Systeme mit Axialanschlag verringern die Bauraumanforderungen, weisen aber dauerhaft hohe Reibmomente auf.
Bei Systemen ohne Axialanschlag sind die Reibmomente verringert. Diese erfordern aber einen erhöhten Platzbedarf, was zu höheren Schaltwegen führt und somit die Verstell kräfte erhöht. Hohe Verstell kräfte und der Nachteil, dass Schiebenockenelemente ohne Axialanschlag über die Endlage hinaus überschwingen können, kann dazu führen, dass der Aktuatorpin die Schaltkulisse bzw. das Schie- benockenelement ebenfalls abbremsen muss und dabei mit hoher Bremskontaktkraft im Auswurfbereich der Schaltkulisse anschlägt. Dieser Effekt tritt vor allem bei verbreiterten Nuten auf, da die Spurlagen des Aktuatorpins beim Einfahren in die Schaltnut je Verschiebevorgang stark variieren. Dadurch variieren auch die Bremskontaktlagen des Aktuatorpins im Auswurfbereich, sodass sich für den Aktuatorpin stark schwankende Bremskräfte ergeben. Besonders für kleine Verschiebebereiche beziehungsweise hohe Schaltdrehzahlen kommen daher oftmals Axialanschläge oder alternativ sehr große Aktuatorpindurchmesser zum Einsatz.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltkulisse für ein Schiebenockensystem anzugeben, die durch einen vereinfachten konstruktiven Aufbau einen verringerten Platzbedarf aufweist und Bremskräfte an einem Aktuatorpin bei einem Verschiebevorgang reduziert. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Schiebenockensystem und eine Nockenwelle anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Schaltkulisse durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des Schiebenockensystems und der Nockenwelle wird die vorstehend genannte Aufgabe jeweils durch den Gegenstand des Anspruchs 10 (Schiebenockensystem) und des Anspruchs 11 (Nockenwelle) gelöst.
Konkret wird die Aufgabe durch eine Schaltkulisse für ein Schiebenockensystem mit wenigstens zwei Schaltnuten zum Eingreifen wenigstens eines Aktuatorpins gelöst, die in einer Umfangsrichtung der Schaltkulisse verlaufen, wobei die beiden Schaltnuten in einem Einfahrbereich des Aktuatorpins zumindest abschnittsweise voneinander getrennt sind und in einem an den Einfahrbereich angrenzenden Übergangsbereich derart aufeinander zulaufen, dass diese ineinander übergehen und eine gemeinsame Nut bilden. Die Schaltnuten umfassen jeweils wenigstens eine Nutflanke, insbesondere Ablaufflanke und/oder Anlaufflanke, die die Schaltnuten zumindest in dem Übergangsbereich derart verengt, dass eine Nutbreite der Schaltnuten im Übergangsbereich kleiner ist als eine Nutbreite der Schaltnuten im Einfahrbereich des Aktuatorpins.
Durch die Nutverengung im Übergangsbereich der Schaltkulisse ist in Bezug auf die Nutbreite der Schaltnut im Einfahrbereich eine Reduktion von Spiel zwischen einem eingreifenden Aktuatorpin und den Nutwänden bzw. Nutflanken der jeweili- gen Schaltnut realisiert. Das heißt, dass der Aktuatorpin bei einem Verschiebevorgang in dem Umfangsbereich eng an der für die Verschiebung der Schaltkulisse verantwortlichen Nutwand bzw. Nutflanke geführt ist. Daraus ergibt sich eine kontinuierliche Verschiebebewegung und somit eine gleichmäßige Verschiebegeschwindigkeit der Schaltkulisse. Dies hat den Vorteil, dass besonders in jenem Bereich, in dem sich die beiden Schaltnuten zu der gemeinsamen Nut vereinen, die Anschlaggeschwindigkeit des Aktuatorpins an einer Seitenwand, insbesondere Bremsflanke, der gemeinsamen Nut verringert ist. Dadurch sind bei einem Verschiebevorgang die Bremskräfte auf den Aktuatorpin reduziert. Dies hat den weiteren großen Vorteil, dass die Schaltkulisse ohne einen zusätzlichen Anschlag in Verschieberichtung abbremsbar ist. Die Schaltkulisse weist dadurch einen konstruktiv vereinfachten Aufbau auf. Der Anteil des zu zerspanenden Volumens wird marginal reduziert.
Bevorzugt ist in dem Übergangsbereich die Nutbreite der Schaltnuten einfahrbereichsseitig verengt, insbesondere eingeschnürt. Mit anderen Worten ist die Nutbreite der Schaltnuten in einem an den Einfahrbereich angrenzenden Abschnitt der Schaltnuten verkleinert. Vorzugsweise ist die Nutbreite der Schaltnuten in einem Übergang zwischen dem Einfahrbereich und dem Übergangsbereich verengt.
Die Nutverengung im Übergangsbereich der Schaltkulisse hat den weiteren Vorteil, dass jener Bereich, in dem der Aktuatorpin zum Abbremsen an die Seitenwand der gemeinsamen Nut anschlägt, geringgehalten, insbesondere lokal begrenzt ist. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Schaltnuten, die auch im Übergangsbereich eine erhöhte Nutbreite aufweisen, steht ein unerwünscht großer Bewegungsraum für den Aktuatorpin bereit, sodass die Anschlaglage des Aktuatorpins an der Seitenwand entlang der gemeinsamen Nut in einem relativ großen Bereich variieren kann. Dadurch können je Verschiebevorgang unterschiedlich hohe Bremskräfte an dem Aktuatorpin auftreten. Dies erschwert die Auslegung des Aktuatorpins, sodass häufig ein Axialanschlag zum Abbremsen der Schaltkulisse in Verschieberichtung erforderlich ist.
Da die erfindungsgemäße Schaltkulisse Bremskräfte an dem Aktuatorpin reduziert, erfolgt das Abbremsen der Schaltkulisse durch den Aktuatorpin selbst. Mit anderen Worten entfällt ein Axialanschlag zum Abbremsen der in Verschieberichtung. Durch die verringerten Bremskräfte sind auch Verschiebevorgänge bei er- höhter Drehzahl der Schaltkulisse, niedrigen Schaltbereichen und großen Nutbreiten des Einfahrbereichs bzw. der gemeinsamen Nut, insbesondere eines Ausfahrbereichs möglich.
Der Einfahrbereich der Schaltkulisse ist jener Bereich, in den der Aktuatorpin bei einem Verschiebevorgang einfährt. Der Übergangsbereich ist jener Bereich, in dem sich die beiden Schaltnuten einander annähern und zur Bildung der gemeinsamen Nut ineinander übergehen. In dem Übergangsbereich wirkt der Aktuatorpin mit zumindest einer der Nutwände, insbesondere der Nutflanke, der Schaltnut zur Axialverschiebung der Kulisse zusammen. In dem Übergangsbereich verlaufen die Schaltnuten zumindest abschnittsweise V-förmig. Vorzugsweise bilden die beiden Schaltnuten und die gemeinsame Nut eine Y-Schaltnut. Die beiden Schaltnuten sind in dem Einfahrbereich in einer Längsrichtung der Schaltkulisse voneinander getrennt. In dem Einfahrbereich verlaufen die beiden Schaltnuten vorzugsweise parallel.
Im Rahmen der Erfindung wird als Nutbreite der Schaltnuten die Breite des Querschnitts der Schaltnuten in dem jeweiligen Bereich, insbesondere Einfahrbereich oder Übergangsbereich, verstanden.
Die Schaltkulisse ist bevorzugt Teil eines Schiebenockenelements, das zumindest einen Nocken zur Betätigung oder Abschaltung eines Ventils aufweist. Die Schaltkulisse kann mit dem Nocken integral ausgebildet sein. Es ist möglich, dass die Schaltkulisse als Einzelteil ausgebildet ist. Die Schaltkulisse kann dabei als Einzelteil zum Einsatz kommen und/oder Teil eines gebauten Schiebenockenelements sein. Andere Anwendungsfälle sind möglich.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform läuft die Nutflanke, insbesondere Ablaufflanke, in dem Übergangsbereich zu einer der Nutflanke gegenüber angeordneten weiteren Nutflanke, insbesondere Anlaufflanke, der Schaltnuten derart zumindest teilweise zu, dass bei einem Verschiebevorgang der Aktuatorpin mit der weiteren Nutflanke in Kontakt tritt. Mit anderen Worten erstreckt sich die Nutflanke vorzugsweise zumindest abschnittweise in Richtung der gegenüber angeordneten weiteren Nutflanke. Die Nutflanke weist bevorzugt einen sich der weiteren Nutflanke annähernden Verlauf auf. Die Nutflanke kann zu der weiteren Nutflanke schräg zulaufen, um die Nutbreite in dem Übergangsbereich zu verkleinern. Oder anders gesagt, läuft die Nutflanke zur gegenüber angeordneten weiteren Nutflanke zumindest teilweise trichterförmig zu. Hier ist vorteilhaft, dass die Schaltkulisse bei dem Kontakt des Aktuatorpins mit der Nutflanke in Verschieberichtung in der Schaltnut derart ausgerichtet wird, dass dieser an die weitere Nutflanke geführt wird. Die Schaltkulisse wird dadurch kontinuierlich in Verschieberichtung, das heißt frei von einer abrupten Beschleunigung in Verschieberichtung, bewegt.
Es ist möglich, dass zusätzlich die weitere Nutflanke, insbesondere Anlaufflanke, in dem Übergangsbereich zu der Nutflanke, insbesondere Ablaufflanke, der Schaltnuten zumindest teilweise zuläuft. Es kann somit auch die weitere Nutflanke zumindest teilweise trichterförmig ausgebildet sein.
Bevorzugt ist die Nutbreite der Schaltnuten zumindest in dem Übergangsbereich durch die Nutflanke und die der Nutflanke gegenüber angeordnete weitere Nutflanke begrenzt. Vorzugsweise begrenzt die Nutflanke die Schaltnuten in einer Längsrichtung der Schaltkulisse innenliegend. Zusätzlich oder alternativ begrenzt vorzugsweise die weitere Nutflanke die Schaltnuten in einer Längsrichtung der Schaltkulisse außenliegend.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Nutflanke wenigstens einen Verengungsabschnitt auf, der sich in die Schaltnut seitlich erstreckt und die Nutbreite der Schaltnut zumindest in dem Übergangsbereich verkleinert. Mit anderen Worten weist die Nutflanke einen Verengungsabschnitt auf, der vorzugsweise in die Schaltnut zumindest teilweise einragt. Bevorzugt ist der Verengungsabschnitt in dem Übergangsbereich einfahrbereichsseitig angeordnet. Der Verengungsabschnitt erstreckt sich bevorzugt zumindest teilweise entlang der Schaltnut.
Der Verengungsabschnitt kann sich konkret in dem Übergangsbereich teilweise entlang der Schaltnut oder über die gesamte Länge der Schaltnut. Der Verengungsabschnitt stellt einen Streckenabschnitt der Nutflanke entlang der Schaltnut dar. Mit anderen Worten erfolgt die Verkleinerung der Nutbreite der Schaltnuten über eine Schaltnutstrecke. Dadurch werden abrupte Verschiebebewegungen der Schaltkulisse verhindert. Das Verschieben der Schaltkulisse erfolgt dadurch in einer gleichmäßigen Bewegung.
Vorzugsweise weist der Verengungsabschnitt der Nutflanke wenigstens eine Krümmung auf, die in die Schaltnuten zumindest abschnittsweise einragt. Die Krümmung kann zusätzlich einen fließenden Übergang umfassen, der zwischen den unterschiedlichen Nutbreiten der Schaltnuten im Einfahrbereich und im Übergangsbereich gebildet ist. Die Krümmung ist vorzugsweise ein zu einer Schaltnutmitte hin gewölbter Bereich. Die Krümmung ragt bevorzugt konvex in die Schaltnut ein. Der Übergang zwischen dem Einfahrbereich und dem Übergangsbereich erfolgt mit anderen Worten kontinuierlich. Oder anders gesagt, ist der Übergang zwischen dem Einfahrbereich und dem Übergangsbereich stufenlos. Dies hat den Vorteil, dass de Aktuatorpin in einer gleichmäßigen bzw. fließenden Bewegung in der Schaltnut ausgerichtet und an die gegenüberliegende Nutflanke herangeführt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Nutflanke und die weitere Nutflanke wenigstens einen zueinander parallelen Flankenbereich auf, der in dem Übergangsbereich entlang der Schaltnuten derart verläuft, dass die Nutbreite zumindest abschnittsweise konstant ist. Vorzugsweise grenzt der parallele Flankenbereich an den Verengungsabschnitt an. Durch den parallelen Flankenbereich wird die verkleinerte Nutbreite entlang der Schaltnut gleich gehalten. Dies ist förderlich für die gleichmäßige Verschiebebewegung der Schaltkulisse..
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Steg vorgesehen, der in einer Längsrichtung der Schaltkulisse zwischen den beiden Schaltnuten angeordnet ist, wobei die Nutflanke, insbesondere Ablaufflanke, der Schaltnuten Teil des Steges ist. Der Steg trennt die beiden Schaltnuten in Umgangsrichtung teilweise. Der Steg erstreckt sich bevorzugt in Umfangsrichtung und endet in jenem Bereich, in dem die beiden Schaltnuten zur Bildung der gemeinsamen Schaltnut ineinander übergehen. Die die Nutbreite verengende Nutflanke ist vorzugsweise eine Seitenwand des Stegs, die die Schaltnut zumindest in dem Übergangsbereich begrenzt. Mit anderen Worten bildet die Nutflanke bevorzugt eine der jeweiligen Schaltnut zugewandte Seitenwand des Steges. Besonders bevorzugt weist der Steg zwei der Nutflanken auf, die quer zur Umfangsrichtung an dem Steg beidseitig ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform greift der Steg aktiv in den Verschiebevorgang der Schaltkulisse ein.
Die Nutflanke kann Teil wenigstens einer Außenwand sein, die die Schaltnuten in einer Längsrichtung der Schaltkulisse außen begrenzt. Alternativ oder zusätzlich kann somit eine die Schaltnuten axial außen begrenzende Außenwand die Nutflanke bilden. Dadurch kann ein verbesserter Effekt bei der Ausrichtung der Aktuatorpinlage in der Schaltnut erzielt werden.
Nach einem nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung ein Schiebenockensystem mit wenigstens einem Schiebenockenelement, wenigstens einem Mehrfachpinaktuator, insbesondere einem Doppelpinaktuator, wobei das Schiebenockenelement wenigstens eine erfindungsgemäße Schaltkulisse aufweist, wobei jeweils eine der Schaltnuten der Schaltkulisse bei einem Verschiebevorgang des Schiebenockenelements mit wenigstens einem Aktuatorpin des Mehrfachaktuators zusammenwirkt.
Nach einem weiteren nebengeordneten Aspekt betrifft die Erfindung eine Nockenwelle mit wenigstens einer erfindungsgemäße Schaltkulisse und/oder wenigstens einem Schiebenockensystem der vorgenannten Art.
Hinsichtlich des Schiebenockensystems und die Nockenwelle wird auf die im Zusammenhang mit der Schaltkulisse erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus können das Schiebenockensystem und die Nockenwelle alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf die Schaltkulisse genannter Merkmale aufweisen.
Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Schaltkulisse ausgestaltet sein kann.
In diesen zeigen
Fig. 1 ein Diagramm einer Schaltkulisse nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wobei das Diagramm einen Teilausschnitt des Verlaufs der Schaltnuten in Abhängigkeit des Rotationswinkels darstellt;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Übergangsbereich der Schalkulisse nach Fig. 1, in dem sich die Schaltnuten einander annähern;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Einfahr- bzw. Ausfahrbereich der Schaltkulisse nach Fig. 1.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleich und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 bis 3 zeigen eine Schaltkulisse 10 nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Konkret zeigt Fig. 1 ein Diagramm einer Schaltkulisse 10 nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Das Diagramm stellt einen Teilausschnitt einer Abwicklung der Schaltkulisse 10 dar, wobei ein Teil eines Einfahrbereichs 12, ein Übergangsbereich 13 und ein Teil eines Ausfahrbereichs 27 der Schaltkulisse 10 gezeigt sind. Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils die Schaltkulisse 10 in einer unterschiedlichen Rotationslage um ihre Längsachse L.
Die Schaltkulisse 10 gemäß Fig. 1 bis 3 kann Teil eines Schiebenockenelements sein, das zumindest einen Nocken zur Betätigung oder Abschaltung eines Ventils aufweist. Die Schaltkulisse 10 kann mit dem Nocken integral ausgebildet sein. Es ist möglich, dass die Schaltkulisse 10 als Einzelteil ausgebildet ist. Die Schaltkulisse 10 kann dabei als Einzelteil zum Einsatz kommen und/oder Teil eines gebauten Schiebenockenelements sein. Andere Anwendungsfälle sind möglich.
Wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, weist die Schaltkulisse 10 zwei Schaltnuten 11 auf, die in einer Umfangsrichtung der Schaltkulisse 10 verlaufen. Die Schaltkulisse 10 umfasst, wie vorstehend bereits genannt, in Umfangsrichtung einen Einfahrbereich 12, einen Ausfahrbereich 27 und einen dazwischen angeordneten Übergangsbereich 13. Der Übergangsbereich 13 grenzt in Umfangsrichtung an den Einfahrbereich 12 und den Ausfahrbereich 27 an. Der Einfahrbereich 12 und der Ausfahrbereich 27 überlappen sich in Umfangsrichtung teilweise. Dies ist in Fig. 3 gut zu erkennen. Die beiden Schaltnuten 11 durchlaufen den Einfahrbereich 12 vollständig. Die beiden Schaltnuten 11 verlaufen in dem Einfahrbereich 12 parallel. Zusätzlich sind die beiden Schaltnuten 11 in Längsrichtung, das heißt quer zur Umfangsrichtung, der Schaltkulisse 10 voneinander beabstandet. Konkret ist ein Steg 24 zwischen den beiden Schaltnuten 11 angeordnet, der die beiden Schaltnuten 11 in Längsrichtung innenseitig begrenzt. Auf den Steg 24 wird später näher eingegangen.
Die Schaltnuten 11 dienen zum Eingreifen eines nicht dargestellten Aktuatorpins, um die Schaltkulisse 10 in einer Verschieberichtung zu verschieben. Die Verschieberichtung verläuft quer zur Umfangsrichtung. Mit anderen Worten verläuft die Verschieberichtung parallel zur Längsachse L der Schaltkulisse 10. Der Einfahrbereich 12 ist jener Bereich in Umfangsrichtung, in dem bei einem Verschiebevorgang ein Aktuatorpin in eine der beiden Schaltnuten 11 einfährt. In einem in die Schaltnut 11 eingefahrenen Zustand ragt der Aktuatorpin in die Schaltnut 11 radial ein.
In den Fig. 1 und 2 ist gezeigt, dass die beiden Schaltnuten 11 in dem Übergangsbereich 13 derart aufeinander zulaufen, dass diese ineinander übergehen und eine gemeinsame Nut 14 bilden. Mit anderen Worten verlaufen die beiden Schaltnuten 11 in dem Übergangsbereich 13 V-förmig zusammen. Die Nuten 11, 14 bilden mit deren Verlauf eine Y-Schaltnut. Die gemeinsame Nut 14 ist parallel verlaufend zu den beiden Schaltnuten 11 ausgebildet. Die gemeinsame Nut 14 durchläuft den Ausfahrbereich 27. Die gemeinsame Nut 14 und der Steg 24 liegen auf derselben Axialposition entlang der Längsachse L der Schaltkulisse 10. Die gemeinsame Nut 14 und der Steg 24 sind im Wesentlichen auf halber Länge der Schaltkulisse 10 angeordnet.
Gemäß Fig. 3 verläuft die gemeinsame Nut 14 ausgehend vom Übergangsbereich 13 in Umfangsrichtung zu dem Steg 24 hin ansteigend. Die gemeinsame Nut 14 ist in Umfangsrichtung kontinuierlich, insbesondere radial, ansteigend ausgebildet und mündet auf einer Umfangsfläche des Stegs 24.
Der Ausfahrbereich 27 ist jener Bereich, in dem der Aktuatorpin nach dem Verschieben der Schaltkulisse 10 aus der gemeinsamen Nut 14 ausfährt. Die gemeinsame Nut 14 bildet dabei eine Auswurframpe für den Aktuatorpin. In dem aus der gemeinsamen Nut 14 ausgefahrenen Zustand ist der Aktuatorpin von einem Aktu- ator, insbesondere Mehrfachaktuator aufgenommen. Der Aktuatorpin ist im ausgefahrenen Zustand von der Schaltkulisse 10 beabstandet, sodass dieser mit der Schaltkulisse 10 nicht in Kontakt steht.
Die Schaltnuten 11 weist in dem Übergangsbereich 13 eine Nutbreite B auf, die kleiner als eine Nutbreite B' der Schaltnuten 11 in dem Einfahrbereich 12 ist. Dies ist insbesondere in den Fig. 1 und 2 gut erkennbar. Ferner zeigt Fig. 1, dass eine Nutbreite B" der gemeinsamen Nut 14 größer als die Nutbreite B der Schaltnuten 11 ist. Die Nutbreite B, B', B" der Nuten 11, 14 ist die Breite des Querschnitts der Nuten 11, 14 an der jeweiligen Querschnittsposition. In dem Einfahrbereich 12 ist die Nutbreite B' der Schaltnuten 11 konstant. In dem Übergangsbereich 13 weisen die Schaltnuten 11 eine in Bezug auf die Nutbreite B' im Einfahrbereich 12 verkleinerte Nutbreite B auf. Mit anderen Worten sind die Schaltnuten 11 in dem Übergangsbereich 13 verengt. Dazu weist der Steg 24 zwei Nutflanken 15 auf, wobei jeweils eine der Nutflanken 15 an eine der Schaltnuten 11 quer zur Umfangsrichtung innen angrenzt. Die Nutflanken 15 bilden jeweils eine Seitenwand 25 des Stegs 24. Die Nutflanken 15 laufen auf ein spitzes Ende 28 des Stegs 24 zu. Die Nutflanken 15 werden als Ablaufflanken bezeichnet. Auf die Nutflanken 15 wird später näher eingegangen.
Des Weiteren umfassen die Schaltnuten 11 zwei weitere Nutflanken 18, die an die Schaltnuten 11 in Längsrichtung der Schaltkulisse 10 außen angrenzen. Die weiteren Nutflanken 18 sind Teil von Außenwänden 26 der Schaltkulisse 10. Die weiteren Nutflanken 18 werden als Anlaufflanke bezeichnet. Jeweils eine Nutflanke 15 ist einer weiteren Nutflanke 18 gegenüber angeordnet. Die Nutbreite B der Schaltnuten 11 entspricht dem Abstand zwischen der Nutflanke 15 und der gegenüberliegenden weiteren Nutflanke 18. Der Abstand entspricht der Querschnittsbreite der Schaltnuten 11. Mit anderen Worten definieren die Nutflanke 15 und die gegenüberliegende weitere Nutflanke 18 die Nutbreite B der Schaltnuten 11.
Die jeweilige Nutflanke 15, insbesondere die jeweilige Ablaufflanke 17, läuft in dem Übergangsbereich 13 zu der gegenüber angeordneten weiteren Nutflanke 18, insbesondere der Anlaufflanke 16, der jeweiligen Schaltnut 11 derart teilweise zu, dass bei einem Verschiebevorgang der Aktuatorpin mit der weiteren Nutflanke 18 in Kontakt steht. Die Nutflanke 15 läuft in dem Übergangsbereich 13 zu der weiteren Nutflanke 18 trichterförmig zu. Die jeweilige Nutflanke 15 umfasst wenigstens einen Verengungsabschnitt 19, der sich in die Schaltnut 11 seitlich erstreckt und die Nutbreite B' der Schaltnut 11 des Einfahrbereichs 12 bis auf die Nutbreite B der Schaltnut 11 des Übergangsbereichs 13 verkleinert. Der Verengungsabschnitt 19 der Nutflanke 15 umfasst wenigstens eine Krümmung 21, die in die Schaltnut 11 abschnittsweise einragt. Die Krümmung 21 ist konvex ausgebildet und ragt in die Schaltnut 11 seitlich ein. Mit anderen Worten umfasst der Verengungsabschnitt 19 eine Wölbung, die sich in die Schaltnut 11 erstreckt.
Ferner weist der Verengungsabschnitt 10 der Nutflanke 15 einen fließenden Übergang 22 zwischen den unterschiedlichen Nutbreiten B, B' der Schaltnut 11 im Einfahrbereich 12 und im Übergangsbereich 13 auf. Mit anderen Worten geht die Schaltnut 11 mit der Nutbreite B' in dem Einfahrbereich 12 in die Schaltnut 11 mit der Nutbreite B in dem Übergangsbereich 13 stufenlos über.
Der Verengungsabschnitt 19 der jeweiligen Nutflanke 15 ist in dem Übergangsbereich 13 entlang der jeweiligen Schaltnut 11 abschnittsweise ausgebildet. Der Verengungsabschnitt 19 ist in dem Übergangsbereich 13 einfahrbereichsseitig angeordnet. An den Verengungsbereich 19 angrenzend ist ein paralleler Flankenbereich 23 der Nutflanke 15 und der weiteren Nutflanke 18 angeordnet. Der parallele Flankenbereich 23 läuft entlang der Schaltnut 11 in Richtung des spitzen Endes 28 des Steges 24 derart zu, dass die Nutbreite B in diesem Abschnitt konstant ist. Dies ist in Fig. 1 und 2 gut erkennbar.
Nachfolgende wird ein Verschiebevorgang der Schaltkulisse 10 in Verschieberichtung, das heißt entlang der Längsachse L, beschrieben.
Bei einem Verschiebevorgang der Schaltkulisse 10 fährt ein Aktuatorpin eines Aktuators, insbesondere Doppelaktuators, in dem Einfahrbereich 12 in eine der Schaltnuten 11 ein. Die Schaltkulisse 10 rotiert dabei um ihre Längsachse L. Die Schaltnut 11 weist im Einfahrbereich 12 eine Nutbreite B' auf, die in Bezug auf einen Durchmesser des Aktuatorpins entsprechend groß ausgebildet ist, sodass eine Kollision mit einer der Nutflanken 15, 18 verhindert wird. Der Aktuatorpin befindet sich in dem Einfahrbereich 12 in der Schaltnut 11 an einer außermittigen Spurlage. Durch den Verengungsabschnitt 19 der Nutflanke 15 des Steges 24 wird die Schaltkulisse 10 in dem Übergangsbereich 13 einfahrbereichsseitig derart verschoben, dass der Aktuatorpin mit der weiteren Nutflanke 18 in Kontakt tritt.
Der Aktuatorpin wirkt mit der weiteren Nutflanke 18 derart zusammen, dass die Schaltkulisse 10 in Verschieberichtung verschoben wird. Die Verschiebebewegung der Kulisse 10 endet, wenn die beiden Schaltnuten 11 in die gemeinsame Nut 14 übergehen. Der Aktuatorpin fährt in die gemeinsame Nut 14 in dem Ausfahrbereich 27 ein und schlägt an einer Bremsflanke 29, insbesondere Seitenwand, der gemeinsamen Nut 14 an. Anschließend wird der Aktuatorpin durch die ansteigende gemeinsame Nut 14 ausgeworfen, das heißt aus der gemeinsamen Nut 14 radial ausgefahren. Der Verschiebevorgang der Schaltkulisse 10 ist abgeschlossen. Ein weiterer Verschiebevorgang in entgegengesetzter Verschieberichtung kann durchgeführt werden.
Bezuqszeichenliste
10 Schaltkulisse
11 Schaltnuten
12 Einfahrbereich
13 Übergangsbereich
14 gemeinsame Nut
15 Nutflanke
16 Anlaufflanke
17 Ablaufflanke
18 weitere Nutflanke
19 Verengungsabschnitt
21 Krümmung
22 Übergang
23 paralleler Flankenbereich
24 Steg
25 Seitenwand
26 Außenwand
27 Ausfahrbereich
28 spitzes Ende
29 Bremsflanke
B Nutbreite der Schaltnuten im Übergangsbereich
B' Nutbreite der Schaltnuten im Einfahrbereich B" Nutbreite der Schaltnuten im Ausfahrbereich
L Längsachse der Schaltkulisse

Claims

Ansprüche Schaltkulisse (10) für ein Schiebenockensystem mit wenigstens zwei Schaltnuten (11) zum Eingreifen wenigstens eines Aktuatorpins, die in einer Umfangsrichtung der Schaltkulisse (10) verlaufen, wobei die beiden Schaltnuten (11) in einem Einfahrbereich (12) des Aktuatorpins zumindest abschnittsweise voneinander getrennt sind und in einem an den Einfahrbereich (12) angrenzenden Übergangsbereich (13) derart aufeinander zulaufen, dass diese ineinander übergehen und eine gemeinsame Nut (14) bilden, dad u rch geken nzei ch net, dass die Schaltnuten (11) jeweils wenigstens eine Nutflanke (15), insbesondere Anlaufflanke (16) und/oder Ablaufflanke (17), umfassen, die die Schaltnuten (11) zumindest in dem Übergangsbereich (13) derart verengt, dass eine Nutbreite (B) der Schaltnuten (11) im Übergangsbereich (13) kleiner ist als eine Nutbreite (B') der Schaltnuten (11) im Einfahrbereich (12) des Aktuatorpins. Schaltkulisse (10) nach Anspruch 1, dad u rch geken nzei ch net, dass die Nutflanke (15), insbesondere Ablaufflanke (17), in dem Übergangsbereich (13) zu einer der Nutflanke (15) gegenüber angeordneten weiteren Nutflanke (18), insbesondere Anlaufflanke (16), der Schaltnuten (11) derart zumindest teilweise zuläuft, dass bei einem Verschiebevorgang der Aktuatorpin mit der weiteren Nutflanke (18) in Kontakt steht. Schaltkulisse (10) nach Anspruch 1 oder 2, dad u rch geken nzei ch net, dass die Nutflanke (15) wenigstens einen Verengungsabschnitt (19) aufweist, der sich in die Schaltnuten (11) seitlich erstreckt und die Nutbreite (B) der Schaltnuten (11) zumindest in dem Übergangsbereich (13) verkleinert. Schaltkulisse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, dad u rch geken nzei ch net, dass ein/der Verengungsabschnitt (19) der Nutflanke (15) wenigstens eine Krümmung (21) aufweist, die in die Schaltnuten (11) zumindest abschnittsweise einragt und einen fließenden Übergang (22) zwischen den unterschiedlichen Nutbreiten (B, B') der Schaltnuten (11) im Einfahrbereich (12) und im Übergangsbereich (13) bildet. Schaltkulisse (10) nach Anspruch 3 oder 4, dad u rch geken nzei ch net, dass der Verengungsabschnitt (19) in dem Übergangsbereich (13) entlang der Schaltnuten (11) zumindest abschnittsweise ausgebildet ist. Schaltkulisse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutflanke (15) und die weitere Nutflanke (18) wenigstens einen zueinander parallelen Flankenbereich (23) aufweisen, der in dem Übergangsbereich (13) entlang der Schaltnuten (11) derart verläuft, dass die Nutbreite (B) zumindest abschnittsweise konstant ist. Schaltkulisse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch geken nzei ch net, dass wenigstens ein Steg (24) vorgesehen ist, der in einer Längsrichtung der Schaltkulisse (10) zwischen den beiden Schaltnuten (11) angeordnet ist, wobei die Nutflanke (15), insbesondere Ablaufflanke (17), der Schaltnuten (11) Teil des Steges (24) ist. Schaltkulisse (10) nach Anspruch 7, dad u rch geken nzeich net, dass die Nutflanke (15) eine der jeweiligen Schaltnut (11) zugewandte Seitenwand (25) des Steges (24) bildet. Schaltkulisse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Nutflanke (18) Teil wenigstens einer Außenwand (26) ist, die die Schaltnuten (11) in einer Längsrichtung der Schaltkulisse (10) außen begrenzt. Schiebenockensystem mit wenigstens einem Schiebenockenelement, wenigstens einem Mehrfachpinaktuator, insbesondere einem Doppelpinaktuator, wobei das Schiebenockenelement wenigstens eine Schaltkulisse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei jeweils eine der Schaltnuten (11) der Schaltkulisse (10) bei einem Verschiebevorgang des Schiebenockenelements mit wenigstens einem Aktuatorpin des Mehrfachaktuators zusammenwirkt. Nockenwelle mit wenigstens einer Schaltkulisse (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder wenigstens einem Schiebenockensystem nach Anspruch 10.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8365692B2 (en) * 2007-03-02 2013-02-05 Audi Ag Valve drive for gas exchange valves of an internal combustion engine, comprising a movable cam support and twin worm gear
DE102014017036B3 (de) * 2014-11-18 2016-03-24 Audi Ag Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
EP2884062B1 (de) * 2013-10-21 2017-03-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine
US20180094554A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-05 GM Global Technology Operations LLC Variable camshaft
DE102020100196A1 (de) * 2019-01-08 2020-07-09 Honda Motor Co., Ltd. Verstellbarer Ventiltrieb
WO2020193560A1 (de) 2019-03-25 2020-10-01 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Schiebenockensystem und motor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE502004008185D1 (de) 2003-07-19 2008-11-20 Porsche Ag Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine
US8186318B2 (en) 2009-03-12 2012-05-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Variable valve operating apparatus for internal combustion engine
WO2011064852A1 (ja) 2009-11-25 2011-06-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP2013224588A (ja) 2012-04-19 2013-10-31 Toyota Motor Corp 可変動弁装置
DE102012213863A1 (de) 2012-08-06 2014-02-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schiebenockensystem für Hubkolbenbrennkraftmaschinen
DE102012214389A1 (de) 2012-08-13 2014-02-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Einlaufkontur einer Verschiebenut von Schiebenockensystemen
DE102012218803A1 (de) 2012-10-16 2014-04-17 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
WO2016177480A1 (de) 2015-05-05 2016-11-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Ventiltriebvorrichtung
US9777603B2 (en) 2016-02-25 2017-10-03 GM Global Technology Operations LLC Shifting camshaft groove design for load reduction
DE102019125100A1 (de) 2019-09-18 2021-03-18 Thyssenkrupp Ag Schaltkulisse, Schiebenockensystem und Nockenwelle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8365692B2 (en) * 2007-03-02 2013-02-05 Audi Ag Valve drive for gas exchange valves of an internal combustion engine, comprising a movable cam support and twin worm gear
EP2884062B1 (de) * 2013-10-21 2017-03-29 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Nockenwellenverstellung einer Brennkraftmaschine
DE102014017036B3 (de) * 2014-11-18 2016-03-24 Audi Ag Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine sowie entsprechende Brennkraftmaschine
US20180094554A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-05 GM Global Technology Operations LLC Variable camshaft
DE102020100196A1 (de) * 2019-01-08 2020-07-09 Honda Motor Co., Ltd. Verstellbarer Ventiltrieb
WO2020193560A1 (de) 2019-03-25 2020-10-01 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Schiebenockensystem und motor

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