DE102010021903A1

DE102010021903A1 - Valve train for operating gas shuttle valve of internal combustion engine, has shift piece connected with another shift piece propelled by shaft, where shifter rod and shift pieces are axially displaced in direction of actuators

Info

Publication number: DE102010021903A1
Application number: DE201010021903
Authority: DE
Inventors: Steffen Doller; Jörg Wutzler
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2010-05-29
Filing date: 2010-05-29
Publication date: 2011-12-01

Abstract

The train has a cam shaft (1) propelled by a crankshaft of an internal combustion engine. A link groove (11) is formed at a selector gate (9) that is provided against a rotation direction of the shaft. A torque-proof shift piece (19) is connected with another torque-proof shift piece (20) propelled by the shaft. The shift pieces and a shifter rod (2) are axially displaced in a direction of actuators (17, 18). The rod comprises an anti-twist plate (7) fixed to a motor case arranged bearing (14). A thrust bearing (15) is arranged between the latter shift piece and the rod.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb zur Betätigung von Gaswechselventilen von Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.The invention relates to a valve drive for actuating gas exchange valves of internal combustion engines with the features of claim 1.

Es ist bekannt, Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine variabel mit unterschiedlichen Öffnungs- und Schließzeitpunkten sowie mit unterschiedlichen Ventilöffnungshüben zu betreiben. Eine derartige Ventilsteuerung ist aus der DE 42 30 877 A1 vorbekannt. Dabei ist auf einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar ein Nockenwellenblock mit zwei unterschiedlichen Nockenkonturen angeordnet. Entsprechend der Axialstellung des Nockenblocks steht eine Nockenkontur über ein Zwischenglied (Übertragungshebel) mit dem Hubventil in Wirkverbindung. Die Axialverschiebung des Nockenblocks zur Änderung der Ventilparameter erfolgt während der Grundkreisphase entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder mittels eines Druckringes.It is known to operate gas exchange valves of an internal combustion engine variable with different opening and closing times and with different valve opening strokes. Such a valve control is from the DE 42 30 877 A1 previously known. In this case, a camshaft block with two different cam contours is rotatably but axially displaceably arranged on a camshaft. According to the axial position of the cam block is a cam contour via an intermediate member (transmission lever) with the lifting valve in operative connection. The axial displacement of the cam block to change the valve parameters takes place during the Grundkreisphase against the action of a return spring by means of a pressure ring.

Aus der DE 35 20 859 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit mindestens einer von der Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle zur Betätigung von Ein- und Auslassventilen vorbekannt. Auf der Nockenwelle sind zwei unmittelbar nebeneinander in ihrer Nockenkontur unterschiedlich gestaltete Nocken angeordnet, die jeweils unter Berücksichtigung des Ventilspiels entsprechend ihrer Ausbildung den Öffnungs- und Schließzeitpunkt und den Öffnungshub bestimmen. Beim Durchfahren des bei beiden Nocken gleichförmigen Nockengrundkreises wird über eine Schaltstange und einen Hebel ein verstellbares Zwischenstück derart verschoben, dass wahlweise einer der beiden Nocken mit dem Ventil in Wirkverbindung bringbar ist.From the DE 35 20 859 A1 is an internal combustion engine with at least one of the crankshaft driven camshaft for actuating intake and exhaust valves previously known. On the camshaft two cams are arranged directly adjacent to each other in their cam contour differently shaped, each determine taking into account the valve clearance according to their training, the opening and closing time and the opening stroke. When passing through the two cam uniform cam base circle an adjustable intermediate piece is so moved over a shift rod and a lever that either one of the two cams can be brought into operative connection with the valve.

Aus der DE 195 19 048 A1 ist ein variabler Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine vorbekannt, bei dem auf der Nockenwelle ebenfalls zwei unmittelbar nebeneinander in ihrer Nockenkontur unterschiedlich gestaltete Nocken angeordnet sind. Die Änderung des Nockeneingriffs erfolgt durch ein axiales Verschieben der Nockenwelle mit dem auf ihm befindlichen Nocken.From the DE 195 19 048 A1 is a variable valve train for an internal combustion engine previously known, in which on the camshaft also two immediately adjacent to each other in their cam contour differently shaped cams are arranged. The change of the cam engagement is effected by an axial displacement of the camshaft with the cam located on it.

Weiterhin ist aus der DE 195 20 117 C2 ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine vorbekannt, bei der auf der Nockenwelle drehfest ein axial verschiebbarer Nockenblock mit mindestens zwei unterschiedlichen Nockenbahnen angeordnet ist. Die Verstellung des Nockenblocks erfolgt über ein Verstellorgan, das im Inneren der Nockenwelle geführt ist. Durch eine stirnseitig an der Nockenwelle angeordnete doppelt wirkende hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit wird das Verstellorgan im Inneren der Nockenwelle verschoben. Das Verstellorgan ist mit einem Mitnahmestück verbunden, das ein axial in der Nockenwelle angeordnetes Langloch durchdringt und in eine Bohrung des Nockenblocks mündet.Furthermore, from the DE 195 20 117 C2 a valve train of an internal combustion engine previously known, in which on the camshaft rotationally fixed an axially displaceable cam block is arranged with at least two different cam tracks. The adjustment of the cam block via an adjusting member, which is guided inside the camshaft. By a frontally arranged on the camshaft double-acting hydraulic or pneumatic piston-cylinder unit, the adjusting member is moved inside the camshaft. The adjusting member is connected to a driving piece, which penetrates an axially arranged in the camshaft slot and opens into a bore of the cam block.

Die DE 100 54 623 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Umschalten eines Nockenpaketes auf einer Nockenwelle zur Betätigung von Gaswechselventilen, bei der das Nockenpaket axial verschiebbar auf der Nockenwelle geführt ist. Entsprechend der Position des Nockenpaketes steht das Gaswechselventil mit unterschiedlichen Nockenkonturen in Wirkverbindung. Die Verstellung des Nockenpaketes erfolgt über ein Stellelement im Zusammenwirken mit einer Kulissenbahn. Das Stellelement ist dabei ein radial nach außen verschiebbarer Pin, der mit zumindest zwei in einem um ca. 180° um das Nockenpaket herum angeordneten Führungsteil ausgebildeten Kulissenbahnen im ausgefahrenen Zustand zusammenwirkt.The DE 100 54 623 A1 describes a device for switching a cam package on a camshaft for actuating gas exchange valves, wherein the cam assembly is guided axially displaceably on the camshaft. According to the position of the cam package, the gas exchange valve is in operative connection with different cam contours. The adjustment of the cam package via an actuator in cooperation with a slide track. The adjusting element is a pin which can be displaced radially outwards and cooperates with at least two cam tracks formed in a guide part which is arranged around the cam pack by about 180 ° in the extended state.

Nachteilig bei dem zitierten Stand der Technik ist der hohe Bauraumbedarf, der zur Verstellung des Nockenblocks benötigt wird. Diese Lösungen sind deshalb nur einsetzbar bei verhältnismäßig großen Zylinderabständen, um die entsprechenden Bauteile unterbringen zu können. Ein weiterer Nachteil sind die beim Stellvorgang auftretenden hohen Massenkräfte, die zum Verschieben der Nockenblöcke oder der Verstellorgane benötigt werden. Die Umschaltung auf eine entsprechende Nockenkontur kann mit den im Stand der Technik genannten Lösungen meist nur zylinderselektiv erfolgen. Eine ventilselektive Umschaltung ist nicht möglich.A disadvantage of the cited prior art, the high space requirement, which is needed to adjust the cam block. These solutions are therefore only applicable at relatively large cylinder spacings to accommodate the corresponding components can. Another disadvantage is the high inertial forces occurring during the adjustment process, which are needed to move the cam blocks or the adjusting members. Switching to a corresponding cam contour can usually be carried out only with a cylinder-selective approach using the solutions mentioned in the prior art. Valve-selective switching is not possible.

Ein wesentlicher Nachteil der DE 100 54 623 A1 ist, dass zum Umschalten auf eine andere Nockenkontur der Pin aus der Nockenwelle ausgefahren und in eine axial verschiebbare Schaltkulisse eingespurt werden muss. Nach dem Schaltvorgang muss der Pin wieder eingefahren werden. Diese Konstruktion ist sehr teile- und fertigungsaufwendig und es besteht die Gefahr von Schäden an der Nockenwelle durch Fehlschaltungen des Pins. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch die notwendige Stellzeit des Pins die Motordrehzahl begrenzt wird. Außerdem ist die Verstellung abhängig von dem jeweils vorhandenen Öldruck.A major disadvantage of DE 100 54 623 A1 is that to switch to another cam contour of the pin extended from the camshaft and must be meshed in an axially displaceable shift gate. After switching, the pin must be retracted. This design is very part and production-consuming and there is a risk of damage to the camshaft by faulty circuits of the pin. Another disadvantage is that the motor speed is limited by the necessary actuating time of the pin. In addition, the adjustment depends on the existing oil pressure.

Aus der DE 10 2004 033 798 A1 ist eine Ventilhubumschaltung für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine zwischen zwei unterschiedlichen Nockenkonturen mittels einer drehfest aber axial verschiebbaren am Gehäuse der Brennkraftmaschine angeordneten Schaltkulisse bekannt. Die Schaltkulisse umfasst teilweise die Nockenwelle und ist mit einer sich entgegen der Drehrichtung der Nockenwelle erweiternden Kulissennut versehen, deren Seitenwände jeweils eine Kulissenflanke bilden, die zur Ventilhubumschaltung wechselseitig in Wirkverbindung mit einer beiderseits seitlich an einer axial verschiebbaren zweiten Nockenkontur angeordneten Anlauffläche bringbar ist. Bei der Ventilhubumschaltung wird durch die Schaltkulisse die axial verschiebbare zweite Nockenkontur entweder über eine Nockenkontur des fest mit der Nockenwelle verbundenen Nockens geschoben oder von der Nockenkontur weggeschoben, so dass wahlweise zwei verschiedene Nockenkonturen in Wirkverbindung mit dem Gaswechselventil bringbar sind.From the DE 10 2004 033 798 A1 is a valve lift switching for gas exchange valves of an internal combustion engine between two different cam contours by means of a rotatably but axially displaceable arranged on the housing of the engine shift gate known. The shift gate partially comprises the camshaft and is provided with a counter-rotating direction of rotation of the camshaft Kulissennut whose side walls each form a slotted edge, the mutually arranged for Ventilhubumschaltung in operative connection with one on both sides of an axially displaceable second cam contour Run-up surface can be brought. During the valve lift switching, the axially displaceable second cam contour is either pushed over a cam contour of the cam firmly connected to the camshaft or pushed away from the cam contour, so that optionally two different cam contours can be brought into operative connection with the gas exchange valve.

Die DE 10 2004 055 852 A1 betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, insbesondere zur selektiven Zylinderzuschaltung. Dabei ist eine Nockeneinrichtung auf einer von der Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle axial verschiebbar angeordnet. Die Axialverschiebung der Nockeneinrichtung erfolgt durch eine gabelartig ausgebildete Schaltkulisse, die über eine Antriebsspindel axial verlagerbar ist. Zur Verschiebung der Nockeneinrichtung sind wechselseitig die Anlaufflächen der Schaltfinger der gabelartigen Schaltkulisse mit der Nockeneinrichtung in Wirkverbindung bringbar. Nachteilig ist hierbei, dass durch die über die Antriebsspindel eingeleitete Nockenverschiebung Fehlschaltungen nicht vermieden werden können.The DE 10 2004 055 852 A1 relates to a valve train for an internal combustion engine, in particular for selective cylinder connection. In this case, a cam device is arranged axially displaceably on a camshaft driven by the crankshaft. The axial displacement of the cam device is effected by a fork-like design shift gate, which is axially displaceable via a drive spindle. To shift the cam device are mutually the contact surfaces of the shift finger of the fork-like shift gate with the cam device in operative connection can be brought. The disadvantage here is that can not be avoided by the introduced via the drive spindle cam shift errors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Ventiltrieb zur Betätigung von Gaswechselventilen von Brennkraftmaschinen zu schaffen, mit dem bei einem geringen technischen Aufwand, einer geringen Baugröße und bei geringen aufzubringenden Schaltkräften eine Ventilhubumschaltung vorgenommen wird, wobei die Anzahl der von der Nockenwelle angetriebenen drehenden Teile verringert werden soll.The invention has for its object to provide a generic valve train for the operation of gas exchange valves of internal combustion engines, with a low technical complexity, a small size and low applied switching forces a valve lift is made, with the number of driven by the camshaft rotating parts should be reduced.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention the object is achieved by the features of claim 1.

Durch die Lagerung einer Schaltstange im Inneren eines durch Aktuatoren axial verschiebbaren Verschiebestücks wird erreicht, dass die Schaltstange gegenüber des durch eine Nockenwelle angetriebenen Verschiebestücks keine Rotationsbewegung durchführt, sondern nur bei Eingriff der Aktuatoren in die Kulissenbahn des Verschiebestücks axial verschoben wird. Eine Rotation der Schaltstange wird durch Anordnung einer Verdrehsicherung ausgeschlossen, so dass eine Ventilhubumschaltung nur durch die axiale Verschiebung der Schaltstange, die über eine daran fest angeordnete Schaltkulisse mit einem auf der Nockenwelle axial verschiebbaren Nockenträger in Wirkverbindung steht, erfolgt.By the storage of a shift rod inside an axially displaceable by actuators sliding piece is achieved that the shift rod relative to the driven by a camshaft sliding piece performs no rotational movement, but is axially displaced only upon engagement of the actuators in the slide track of the sliding piece. A rotation of the shift rod is excluded by arranging a rotation, so that a valve lift only by the axial displacement of the shift rod, which is operatively connected via a fixedly arranged shift gate with a cam carrier axially displaceable cam carrier takes place.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass mit geringem Aufwand und unter Reduzierung der rotierenden Bauteile unter Aufwendung von geringen Schaltkräften eine exakte Ventilhubumschaltung durchgeführt werden kann.The advantage of the solution according to the invention is that with little effort and with reduction of the rotating components under the expenditure of low switching forces an exact valve lift can be performed.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to drawings. In the accompanying drawings show:

1: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Lösung, 1 : a sectional view of the solution according to the invention,

2: eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung, 2 : a perspective view of the solution according to the invention,

3: eine Schnittdarstellung B-B gemäß 1 und 3 : a sectional view BB according to 1 and

4: eine Variante der erfindungsgemäßen Lösung. 4 : a variant of the solution according to the invention.

Der in der 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Ventiltrieb zur Betätigung von Gaswechselventilen besteht aus einer von einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Nockenwelle 1, zu der parallel eine als Schaltstange 2 ausgebildete Verstellwelle angeordnet ist, durch die über eine an der Schaltstange 2 fest angeordnete Schaltkulisse 9 eine Ventilhubumschaltung zwischen wenigstens zwei unterschiedlichen Nockenprofilen 3 vorgenommen wird. Die unterschiedlichen Nockenprofile 3 sind an einem Nockenträger 4 angeordnet, der drehfest aber axial verschiebbar auf der Nockenwelle 1 gelagert ist. Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf einem Nockenträger 4 entsprechende Nockenprofile 3 und 3' zur Ventilhubumschaltung der Ventile von jeweils zwei Zylindern der Brennkraftmaschine dargestellt. Dabei ist dem Nockenträger 4 eine Schaltkulisse 9 zur Verschiebung des Nockenträgers 4 zugeordnet. Es ist auch denkbar, dass ein Nockenträger 4 jeweils nur einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, so dass entsprechend der Anzahl der in Reihe angeordneten Zylinder auch eine gleiche Anzahl von Nockenträgern 4 und Schaltkulissen 9 eingesetzt wird. Gemäß der 1 und 2 ist der Nockenträger 4 mit jeweils zwei unterschiedlich ausgebildeten Nockenprofilen 3 und 3' versehen, die mit dem zu betätigenden Ventil entsprechend der jeweiligen Schaltstellung der Schaltstange 2 in Wirkverbindung bringbar sind. Die Erfindung ist auch analog anwendbar für mehr als zwei nebeneinander angeordnete unterschiedliche Nockenprofile 3.The Indian 1 and 2 illustrated valve train according to the invention for actuating gas exchange valves consists of a driven by a crankshaft of the internal combustion engine camshaft 1 , to the parallel one as a shift rod 2 trained adjusting shaft is arranged by the one on the shift rod 2 firmly arranged shift gate 9 a valve lift switching between at least two different cam profiles 3 is made. The different cam profiles 3 are on a cam carrier 4 arranged, the rotationally fixed but axially displaceable on the camshaft 1 is stored. According to the embodiment shown in the drawing are on a cam carrier 4 corresponding cam profiles 3 and 3 ' shown for valve lift switching of the valves of two cylinders of the internal combustion engine. Here is the cam carrier 4 a shift gate 9 for shifting the cam carrier 4 assigned. It is also conceivable that a cam carrier 4 each associated with only one cylinder of the internal combustion engine, so that corresponding to the number of cylinders arranged in series and an equal number of cam carriers 4 and shift gates 9 is used. According to the 1 and 2 is the cam carrier 4 each with two differently shaped cam profiles 3 and 3 ' provided with the valve to be operated according to the respective switching position of the shift rod 2 can be brought into operative connection. The invention is also applicable analogously for more than two juxtaposed different cam profiles 3 ,

An dem axial verschiebbaren Nockenträger 4 ist ein Pin 10 fest angeordnet, der zum Verschieben des Nockenträgers 4 mit der jeweiligen Innenfläche einer sich erweiternden Kulissennut 11 der fest mit der Schaltstange 2 verbundenen aber axial verschiebbaren Schaltkulisse 9 in Eingriff bringbar ist. Die in einer Führung 16 axial verschiebbar gelagerte Schaltkulisse 9 umfasst teilweise die Nockenwelle 1 und ist mit einer sich entgegen der Drehrichtung der Nockenwelle 1 erweiternden Kulissennut 11 versehen. Während des normalen Betriebs, bei dem keine Ventilhubumschaltung erfolgt, durchläuft der Pin 10 bei jeder Drehung der Nockenwelle 1 die Kulissennut 11 der Schaltkulisse 9, ohne dabei die Innenflächen der Kulissennut 11 zu berühren.On the axially displaceable cam carrier 4 is a pin 10 fixed, which is used to move the cam carrier 4 with the respective inner surface of a widening Kulissennut 11 the stuck with the shift rod 2 connected but axially movable shift gate 9 can be brought into engagement. The one in a leadership 16 axially displaceable mounted shift gate 9 partially includes the camshaft 1 and is with a counter to the direction of rotation of the camshaft 1 expanding scenery groove 11 Mistake. During normal operation, where no valve lift switching occurs, the pin passes through 10 with every rotation of the camshaft 1 the scenery groove 11 the shift gate 9 without losing the inner surfaces of the Kulissennut 11 to touch.

Die Schaltstange 2 ist in mehreren fest am Motorgehäuse angeordneten Lagern 14 und in einem zweiten Verschiebestück 20 nicht drehbar aber axial verschiebbar gelagert. An der Schaltstange 2 ist eine Verdrehsicherung 7 angeordnet, die in bekannter Weise aus einer sich in Axialrichtung erstreckenden, an der Schaltstange 2 angebrachten Nut besteht, in die ein mit dem Lager 14 fest verbundener Stift eingreift. Die Länge der Nut ist dabei so ausgelegt, dass der maximale axiale Verschiebungsweg der Schaltstange 2 realisiert werden kann. Die Schaltstange 2 ist in dem drehbaren zweiten Verschiebestück 20 über ein Axiallager 15 so gelagert, dass die Rotationsbewegung des zweiten Verschiebestücks 20 nicht auf die Schaltstange 2 übertragen wird. Mit der axialen Verschiebung des Verschiebestücks 20 wird gleichzeitig die Schaltstange 2 um den gleichen Betrag axial verlagert. Das Axiallager 15 besteht aus einem Bund mit beidseitig angeordneten Gleitflächen, die vorzugsweise mit Schmiernuten versehen sind. Es ist auch möglich, das Axiallager 15 als Wälzlagerung auszubilden.The shift rod 2 is in several fixed to the motor housing arranged bearings 14 and in a second shift piece 20 not rotatable but axially displaceable stored. At the shift rod 2 is an anti-twist device 7 arranged in a known manner from an axially extending, on the shift rod 2 attached groove is in the one with the bearing 14 firmly connected pin engages. The length of the groove is designed so that the maximum axial displacement of the shift rod 2 can be realized. The shift rod 2 is in the rotatable second sliding piece 20 via a thrust bearing 15 mounted so that the rotational movement of the second sliding piece 20 not on the shift rod 2 is transmitted. With the axial displacement of the sliding piece 20 at the same time the shift rod 2 axially displaced by the same amount. The thrust bearing 15 consists of a collar with sliding surfaces arranged on both sides, which are preferably provided with lubrication grooves. It is also possible, the thrust bearing 15 form as rolling bearings.

Am Umfang des zweiten Verschiebestücks 20 ist eine Kulissenbahn 21 angeordnet, die zur Verschiebung des Verschiebestücks 20 und somit der Schaltstange 2 mit einem Pin eines zweiten Aktuators 18 in Wirkverbindung bringbar ist. Die Kulissenbahn 21 ist dabei so ausgebildet, dass bei einem Eingriff des Pins des Aktuators 18 das zweite Verschiebestück 20 mit der Schaltstange 2 und einem ersten Verschiebestück 19 gemäß der Ansicht nach 1 nach links verschoben wird.At the periphery of the second sliding piece 20 is a slide track 21 arranged for the displacement of the sliding piece 20 and thus the shift rod 2 with a pin of a second actuator 18 can be brought into operative connection. The slide track 21 is designed so that when an engagement of the pins of the actuator 18 the second shift piece 20 with the shift rod 2 and a first displacement piece 19 according to the view 1 is moved to the left.

Das zweite Verschiebestück 20 ist drehfest mit dem durch die Nockenwelle 1 angetriebenen ersten Verschiebestück 19 verbunden. Das erste Verschiebestück 19 ist dabei über eine Zahnradstufe, bestehend aus einem an der Nockenwelle 1 angeordneten Antriebsritzel 5 und einem an dem ersten Verschiebestück 19 angeordneten Zahnrad 6, antriebsmäßig mit der Nockenwelle 1 verbunden, so dass die Nockenwelle 1, das erste Verschiebestück 19 und das zweite Verschiebestück 20 mit einer gleichen Drehzahl angetrieben werden. Aus der 3 ist die Verbindung der Nockenwelle 1 mit dem Verschiebestück 19 über die Zahnradstufe erkennbar. Das Zahnrad 6 ist dabei so breit ausgeführt, dass auch bei einer axialen Verschiebung des ersten Verschiebestücks 19 ein ständiger Kontakt des Antriebsritzels 5 mit dem Zahnrad 6 vorhanden ist.The second shift piece 20 is non-rotatable with the through the camshaft 1 driven first displacement piece 19 connected. The first shift piece 19 is via a gear stage, consisting of one on the camshaft 1 arranged drive pinion 5 and one on the first sliding piece 19 arranged gear 6 , drivingly with the camshaft 1 connected so that the camshaft 1 , the first moving piece 19 and the second shift piece 20 be driven at the same speed. From the 3 is the connection of the camshaft 1 with the sliding piece 19 recognizable via the gear stage. The gear 6 is designed so wide that even with an axial displacement of the first sliding piece 19 a constant contact of the drive pinion 5 with the gear 6 is available.

Am Umfang des ersten Verschiebestücks 19 ist eine Kulissenbahn 8 angeordnet, die die zur Verschiebung des Verschiebestücks 19 und 20 und somit der Schaltstange 2 mit einem Pin eines ersten Aktuators 17 in Wirkverbindung bringbar ist. Bei einem Eingriff des Pins des Aktuators 17 in die Kulissenbahn 8 wird, gemäß der Ansicht in 1, das erste Verschiebestück 19 und somit das zweite Verschiebestück 20 mit der Schaltstange 2 nach rechts verschoben.At the circumference of the first sliding piece 19 is a slide track 8th arranged, which is the displacement of the sliding piece 19 and 20 and thus the shift rod 2 with a pin of a first actuator 17 can be brought into operative connection. When an engagement of the pin of the actuator 17 in the slide track 8th will, according to the view in 1 , the first moving piece 19 and thus the second sliding piece 20 with the shift rod 2 moved to the right.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lösung ist folgende:
In der 1 ist ein Zustand dargestellt, bei dem nach Eingriff des Pins des Aktuators 17 in die Kulissenbahn 8 die Verschiebestücke 19 und 20 und somit die Schaltstange 2 nach rechts verschoben wurde. Damit wurde gleichzeitig durch den Wirkeingriff der fest an der Schaltstange 2 angeordneten Schaltkulisse 9 mit dem fest an den axial verschiebbaren Nockenträger 4 angeordneten Pin 10 nach rechts verschoben, so dass das größere Nockenprofil 3 in Eingriff mit dem nicht dargestellten Gaswechselventil steht. Nach einer erfolgten Ventilhubumschaltung durchläuft der Pin 10 bei jeder Drehung der Nockenwelle 1 die Kulissennut 11 der Schaltkulisse 9, ohne dabei die Innenseiten der Kulissennut 11 zu berühren. Zur Einhaltung des entsprechenden Verstellweges für die Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen Nockenprofilen 3 ist die Schaltstange 2 mit einer Arretierung 12 versehen, bei der eine Arretierungskugel der Arretierung 12 nach der erfolgten axialen Verschiebung der Schaltstange 2 in eine entsprechende Arretierungskontur 13 einrastet, die auf der Schaltstange 2 angeordnet ist. In dem Beispiel erfolgt eine Umschaltung zwischen zwei unterschiedlich ausgebildeten Nockenprofilen 3. Die Erfindung ist aber auch anwendbar für mehr als zwei unterschiedliche Nockenprofile 3.The mode of action of the solution according to the invention is the following:
In the 1 is shown a state in which after engagement of the actuator pin 17 in the slide track 8th the displacements 19 and 20 and thus the shift rod 2 was moved to the right. This was at the same time by the active engagement of the fixed to the shift rod 2 arranged shift gate 9 with the fixed to the axially displaceable cam carrier 4 arranged pin 10 shifted to the right, leaving the larger cam profile 3 in engagement with the gas exchange valve, not shown. After a successful valve lift switching, the pin passes through 10 with every rotation of the camshaft 1 the scenery groove 11 the shift gate 9 without losing the insides of the Kulissennut 11 to touch. To comply with the corresponding adjustment path for switching between two different cam profiles 3 is the shift rod 2 with a lock 12 provided in which a locking ball of the lock 12 after the axial displacement of the shift rod 2 in a corresponding locking contour 13 snaps on the shift rod 2 is arranged. In the example, a switchover takes place between two differently shaped cam profiles 3 , However, the invention is also applicable to more than two different cam profiles 3 ,

Soll eine Umschaltung beispielsweise von dem größeren Nockenprofil 3 auf das kleinere Nockenprofil 3' erfolgen, wird der Pin des zweiten Aktuators 18 in Wirkverbindung mit der Kulissenbahn 21 gebracht. Durch die Drehbewegung der drehfest miteinander verbundenen Verschiebestücke 19 und 20 erfolgt aufgrund des Eingriffs des Aktuators 18 in die spiralförmig ausgebildete Kulissenbahn 21 eine axiale Verschiebung des zweiten Verschiebestücks 20 mit der darin gelagerten aber nicht drehbaren Schaltstange 2 und des ersten Verschiebestücks 19 nach rechts. Der Schaltvorgang und somit der axiale Verschiebeweg der Schaltstange 2 wird begrenzt durch die Einrastung der Rastkugel der Arretierung 12 in die Arretierungskontur 13. Durch die axiale Verschiebung der Schaltstange 2 erfolgt auch eine axiale Verschiebung der an der Schaltstange 2 fest angeordneten Schaltkulisse 9. Infolge der Verschiebung der Schaltkulisse 9 erfolgt ein Kontakt des Pins 10 mit der rechten Innenseite der Kulissennut 11 an dessen breitester Stelle. Durch die Drehbewegung der Nockenwelle 1 wandert der Pin 10 an der rechten Innenseite der Kulissennut 11 entlang und aufgrund der sich in Drehrichtung der Nockenwelle 1 verengenden Kulissennut 11 wird der Pin 10 und damit der axial verschiebbare Nockenträger 4 nach links verschoben, bis jeweils das kleinere Nockenprofil 3' in Kontakt mit dem Gaswechselventil steht.If a switch, for example, from the larger cam profile 3 on the smaller cam profile 3 ' take place, the pin of the second actuator 18 in operative connection with the slide track 21 brought. By the rotational movement of the rotatably interconnected sliding pieces 19 and 20 occurs due to the engagement of the actuator 18 in the spiral-shaped slide track 21 an axial displacement of the second sliding piece 20 with the but not rotatable shift rod mounted therein 2 and the first sliding piece 19 to the right. The switching process and thus the axial displacement of the shift rod 2 is limited by the engagement of the locking ball of the lock 12 in the locking contour 13 , Due to the axial displacement of the shift rod 2 There is also an axial displacement of the on the shift rod 2 fixed shift gate 9 , Due to the shift of the shift gate 9 a contact of the pin occurs 10 with the right inside of the Kulissennut 11 at its widest point. By the rotational movement of the camshaft 1 wanders the pin 10 on the right Inside the scenery groove 11 along and due to the direction of rotation of the camshaft 1 narrowing scenery groove 11 becomes the pin 10 and thus the axially displaceable cam carrier 4 shifted to the left until each of the smaller cam profile 3 ' is in contact with the gas exchange valve.

Eine Umschaltung von dem kleineren Nockenprofil 3' auf das größere Nockenprofil 3 erfolgt analog durch Eingriff des ersten Aktuators 17 in die Kulissenbahn 8 des ersten Verschiebestücks 19, wodurch das erste Verschiebestück 19 und mit ihm das zweite Verschiebestück 20 mit der darin nicht drehbar gelagerten Schaltstange 2 axial verschoben wird.A switch from the smaller cam profile 3 ' on the larger cam profile 3 takes place analogously by engagement of the first actuator 17 in the slide track 8th of the first sliding piece 19 , making the first sliding piece 19 and with him the second shift piece 20 with the non-rotatably mounted therein shift rod 2 is moved axially.

Bei einer Verwendung eines Nockenträgers 4 mit mehr als zwei unterschiedlichen Nockenprofilen 3 sind die Kulissenbahnen 8 und 21 auf den Verschiebestücken 19 und 20 so ausgebildet, dass entsprechend der Anzahl der unterschiedlichen Nockenprofile 3 jeweils eine axiale Verschiebung der Verschiebestücke 19 und 20 und der Schaltstange 2 erfolgt. Dabei sind entsprechend den verschiedenen Schaltstellungen auf der Schaltstange 2 die dazugehörigen Arretierungskonturen 13 angeordnet.When using a cam carrier 4 with more than two different cam profiles 3 are the gateways 8th and 21 on the sliding pieces 19 and 20 designed so that, according to the number of different cam profiles 3 in each case an axial displacement of the sliding pieces 19 and 20 and the shift rod 2 he follows. Here are according to the different switching positions on the shift rod 2 the associated locking contours 13 arranged.

4 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Lösung, bei der die Nockenprofile 3 zur Betätigung der Gaswechselventile von zwei nebeneinander liegenden Zylindern einer Brennkraftmaschine derart zueinander phasenversetzt angeordnet sind, dass der Phasenversatz so groß ist, dass keine oder lediglich eine zu kleine gemeinsame Grundkreisphase zum Schalten vorhanden ist. Zur Durchführung eines Schaltprozesses mittels einer Schaltstange 2 bei einer phasenversetzten Anordnung der Nockenprofile 3 an zwei Nockenträgern 4 und 4', bei der kein gemeinsamer Grundkreis vorhanden ist, wird der an dem Nockenträger 4 angeordnete Pin 10 und der an dem Nockenträger 4' angeordnete Pin 10' durch eine gemeinsame Schaltkulisse 9 betätigt. Dabei ist der Pin 10 gegenüber dem Pin 10' versetzt, aber in einer Querschnittsebene angeordnet, so dass bei einem Schaltvorgang die Pins 10' und 10 die Kulissennut 11 nacheinander durchlaufen und die Nockenträger 4 und 4' nacheinander verschoben werden. Da die Schaltkulisse 9 nur verschoben werden kann, wenn beide Pins 10 und 10' sich außerhalb der Schaltkulisse 9 befinden, ist es notwendig, den Versatz bzw. den Abstand des Pins 10 gegenüber dem Pin 10' geringer auszuführen als die Umfangslänge der Schaltkulisse 9. 4 shows a variant of the solution according to the invention, in which the cam profiles 3 for actuating the gas exchange valves of two adjacent cylinders of an internal combustion engine are arranged in phase with each other in phase so that the phase offset is so large that no or only too small common base circle phase is present for switching. To carry out a switching process by means of a switching rod 2 in a phase-shifted arrangement of the cam profiles 3 on two cam carriers 4 and 4 ' , in which no common base circle is present, the on the cam carrier 4 arranged pin 10 and the on the cam carrier 4 ' arranged pin 10 ' through a common shift gate 9 actuated. Here is the pin 10 opposite the pin 10 ' offset, but arranged in a cross-sectional plane, so that during a switching operation, the pins 10 ' and 10 the scenery groove 11 go through in succession and the cam carrier 4 and 4 ' be moved one after the other. Because the shift gate 9 can only be moved if both pins 10 and 10 ' outside the shift gate 9 it is necessary to adjust the offset or the distance of the pin 10 opposite the pin 10 ' to perform less than the circumferential length of the shift gate 9 ,

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass durch die Übertragung der rotatorischen Bewegung der Nockenwelle 1 über ein Zahnradgetriebe auf das erste Verschiebestück 19 und durch die drehfeste Verbindung auf das zweite Verschiebestück 20 eine sichere Ventilhubumschaltung zwischen unterschiedlichen Nockenprofilen 3 erfolgt und Fehlschaltungen bei der Ventilhubumschaltung vermieden werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Anzahl der rotierenden Teile bei einer Ventilhubumschaltung reduziert wurde, so dass die Vorrichtung einen einfacheren und störungsunanfälligen Aufbau aufweist.The advantage of the solution according to the invention is that by the transmission of the rotational movement of the camshaft 1 via a gear transmission on the first sliding piece 19 and by the rotationally fixed connection to the second sliding piece 20 a safe valve lift switching between different cam profiles 3 takes place and errors in the valve lift can be avoided. Another advantage is that the number of rotating parts has been reduced in a valve lift switching, so that the device has a simpler and trouble-free design.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Nockenwellecamshaft
22: Schaltstangeshift rod
33: Nockenprofilcam profile
3'3 ': Nockenprofilcam profile
44: Nockenträgercam support
4'4 ': Nockenträgercam support
55: Antriebsritzelpinion
66: Zahnradgear
77: Verdrehsicherungtwist
88th: Kulissenbahnlink path
99: Schaltkulisseshift gate
1010: PinPin code
10'10 ': PinPin code
1111: Kulissennutlink groove
1212: Arretierunglock
1313: ArretierungskonturArretierungskontur
1414: Lagercamp
1515: Axiallagerthrust
1616: Führungguide
1717: erster Aktuatorfirst actuator
1818: zweiter Aktuatorsecond actuator
1919: erstes Verschiebestückfirst shift piece
2020: zweites Verschiebestücksecond shift piece
2121: Kulissenbahnlink path

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4230877 A1 [0002]
DE 3520859 A1 [0003]
DE 19519048 A1 [0004]
DE 19520117 C2 [0005]
DE 10054623 A1 [0006, 0008]
DE 102004033798 A1 [0009]
DE 102004055852 A1 [0010]

Claims

Valve gear for actuating gas exchange valves of internal combustion engines - with at least one of a crankshaft of the internal combustion engine driven camshaft ( 1 ), on which one or a plurality of cam carriers ( 4 ) axially displaceable, but rotationally fixed to the camshaft ( 1 ) are arranged, - in which the cam carrier ( 4 ) a same base circle section and several different cam profiles ( 3 ), which are directly or via intermediate links in operative connection with the respective gas exchange valve, - with a parallel to the camshaft ( 1 ) arranged in operative connection with a relative to the camshaft ( 1 ) axially displaceable shift gate ( 9 ) stands and - with a on the shift gate ( 9 ) arranged Kulichennut ( 11 ), which oppose the direction of rotation of the camshaft ( 1 ) is designed to widen and the valve lift between different cam profiles ( 3 ) alternately with contact surfaces of the displaceable cam carrier ( 4 ) can be brought into operative connection, characterized in that one of the camshaft ( 1 ) driven first displacement piece ( 19 ) rotatably with a second sliding piece ( 20 ) is connected, in which non-rotatably one with the second sliding piece ( 20 ) axially displaceable as a shift rod ( 2 ) is mounted, wherein for the simultaneous axial displacement of the first sliding piece ( 19 ), the second displacement piece ( 20 ) and the shift rod ( 2 ) in one direction a first actuator ( 17 ) in operative connection with the first displacement piece ( 19 ) and in the opposite direction a second actuator ( 18 ) in operative connection with the second displacement piece ( 20 ) can be brought.

Valve gear according to claim 1, characterized in that the shift rod ( 2 ) with one opposite a bearing ( 14 ) fixed anti-twist device ( 7 ) is provided.

Valve gear according to claim 1 and 2, characterized in that between the second sliding piece ( 20 ) and the shift rod ( 2 ) an axial bearing ( 15 ) is arranged.

Valve gear according to claim 1 to 3, characterized in that the camshaft ( 1 ) with a drive pinion ( 5 ) provided with one on the first sliding piece ( 19 ) arranged gear ( 6 ) is engaged, wherein the gear ( 6 ) corresponding to the axial displacement of the first displacement piece ( 19 ) is made wider.

Valve gear according to claim 1 to 4, characterized in that on the circumference of the first sliding piece ( 19 ) a slide track ( 8th ) for the engagement of the first actuator ( 17 ) and at the periphery of the second sliding piece ( 20 ) a slide track ( 21 ) for the engagement of the second actuator ( 18 ) is arranged.

Valve gear according to claim 1 to 5, characterized in that on the shift rod ( 2 ) according to the number of different cam profiles ( 3 ) on the cam carrier ( 4 ) Locking contours ( 13 ) are arranged, which in operative connection with a locking ( 12 ) stand.

Valve gear according to claim 1 to 6, characterized in that the shift rod ( 2 ) fixed with an axially displaceable shift gate ( 9 ) connected is.

Valve gear according to claim 1 to 7, characterized in that the shift gate ( 9 ) in a housing-fixed guide ( 16 ) Is mounted axially displaceable.

Valve gear according to claim 1 to 8, characterized in that in a phase-shifted arrangement of a cam profile ( 3 ) on a first cam carrier ( 4 ) relative to the cam profile ( 3 ) on a cam carrier ( 4 ' ) of the axially displaceable cam carrier ( 4 ) pin ( 10 ) relative to the axially displaceable cam carrier ( 4 ' ) pin ( 10 ' ) is arranged offset in a cross-sectional plane such that during a valve lift switching both pins ( 10 ) and ( 10 ' ) with the shift gate ( 9 ) can be brought into operative engagement.