DE102023107438A1

DE102023107438A1 - Sliding camshaft and method for moving a sliding cam

Info

Publication number: DE102023107438A1
Application number: DE102023107438.5A
Authority: DE
Inventors: Jens Schirmer
Original assignee: ThyssenKrupp AG; Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Priority date: 2023-03-24
Filing date: 2023-03-24
Publication date: 2024-09-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schiebenockenwelle nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dämpfungseinrichtung (4) eine auf der Tragwelle (1) angeordnete und verschiebbare Klemme (41) mit einem ersten Anschlag (411) und einem zweiten Anschlag (412) umfasst, wobei die Dämpfungseinrichtung (4) ferner einen schiebenockenseitigen Mitnehmer (42) umfasst, der zwischen dem ersten Anschlag (411) und dem zweiten Anschlag (412) der Klemme (41) angeordnet ist, sowie Verfahren zur axialen Verschiebung, insbesondere Verschiebung zwischen zwei Schaltpositionen, des Schiebenockens (2) einer Schiebenockenwelle gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, von einer ersten axialen Schaltposition zu einer zweiten axialen Schaltposition, wobei der Schiebenocken (2) bei der Verschiebung einen Verschiebeweg (v) zwischen den Schaltpositionen zurücklegt, wobei die Dämpfungseinrichtung (4) den Schiebnocken (2) über einen ersten Teil des Verschiebeweges, der einem Freiflugweg (a) entspricht, nicht verzögert, wobei die Dämpfungseinrichtung (4) den Schiebenocken über einen zweiten, insbesondere restlichen, Teil des Verschiebeweges verzögert, der einem Verzögerungsweg (b) entspricht.The present invention relates to a sliding camshaft according to at least one of the preceding claims, wherein the damping device (4) comprises a clamp (41) arranged on the support shaft (1) and displaceable with a first stop (411) and a second stop (412), wherein the damping device (4) further comprises a driver (42) on the sliding cam side, which is arranged between the first stop (411) and the second stop (412) of the clamp (41), and methods for axial displacement, in particular displacement between two switching positions, of the sliding cam (2) of a sliding camshaft according to at least one of the preceding claims, from a first axial switching position to a second axial switching position, wherein the sliding cam (2) covers a displacement path (v) between the switching positions during the displacement, wherein the damping device (4) does not decelerate the sliding cam (2) over a first part of the displacement path, which corresponds to a free flight path (a), wherein the damping device (4) Sliding cam is decelerated over a second, in particular remaining, part of the displacement path, which corresponds to a deceleration path (b).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schiebenockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur axialen Verschiebung, insbesondere Verschiebung zwischen zwei Schaltpositionen, eines Schiebenockens einer erfindungsgemäßen Schiebenockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 bzw. 9.The present invention relates to a sliding camshaft according to the preamble of claim 1, as well as a method for the axial displacement, in particular displacement between two switching positions, of a sliding cam of a sliding camshaft according to the invention according to the preamble of claim 7 or 9.

Eine Schiebenockenwelle der vorgenannten Art umfasst im Wesentlichen eine Tragwelle auf welcher mindestens ein Schiebenocken axial verschieblich, jedoch drehfest gelagert ist.A sliding camshaft of the aforementioned type essentially comprises a support shaft on which at least one sliding cam is mounted so as to be axially displaceable but rotationally fixed.

Der Schiebenocken als solches umfasst bekanntermaßen mindestens ein Nockenpaket, wobei das Nockenpaket einen ersten und mindestens einen zweiten Nocken aufweist. Die Nocken des Nockenpaketes unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Nockenkontur. Je nach axialer Position des Schiebenockens kann wahlweise der erste Nocken oder der weitere Nocken mit dem zugeordneten Gaswechselventil bzw. Nockenfolger in Eingriff gebracht werden.The sliding cam as such is known to comprise at least one cam package, wherein the cam package has a first and at least one second cam. The cams of the cam package differ in terms of their cam contour. Depending on the axial position of the sliding cam, either the first cam or the other cam can be brought into engagement with the associated gas exchange valve or cam follower.

Der Schiebenocken umfasst ferner eine Schaltkulisse und ggf. eine Rastvorrichtung. Mit Eingriff eines Aktuatorpins eines Aktuators in die Schaltkulisse kann der Wechsel der axialen Position des Schiebenockens bei drehender Schiebenockenwelle eingeleitet werden. Die Rastvorrichtung ist dazu eingerichtet, den Schiebenocken lösbar axial zu fixieren. In der Regel umfasst eine derartige Rastvorrichtung zwei schiebenockenseitige Rastnuten, welche eine tragwellenseitige federvorgespannte Kugel wahlweise eingreifen kann. Zur Verschiebung des Schiebenockens wird die Kugel gegen die Federkraft über einen zwischen den Rastnuten vorgesehenen Rastierberg geschoben, um dann jeweils in der anderen Nut einzurasten.The sliding cam also comprises a switching gate and, if necessary, a locking device. When an actuator pin of an actuator engages in the switching gate, the axial position of the sliding cam can be changed when the sliding camshaft is rotating. The locking device is designed to releasably fix the sliding cam axially. As a rule, such a locking device comprises two locking grooves on the sliding cam side, which a spring-loaded ball on the support shaft side can optionally engage. To move the sliding cam, the ball is pushed against the spring force over a locking hill provided between the locking grooves, in order to then lock into the other groove.

Bekannt sind natürlich auch weitere Ausgestaltungen einer Schiebenockenwelle, beispielsweise mit Doppelschiebenocken, mehreren Nockenpaketen oder auch Schiebenockensysteme, die beispielsweise mit einem Aktuator bei mehreren Schiebenocken auskommen, insbesondere durch den Einsatz eines Verstellelementes. Hier kann beispielsweise auf die WO 2020193560 A1 der Anmelderin verwiesen werden.Of course, other designs of a sliding camshaft are also known, for example with double sliding cams, several cam packages or sliding cam systems, which for example manage with one actuator for several sliding cams, in particular through the use of an adjusting element. Here, for example, the WO 2020193560 A1 the applicant.

Wenngleich hier bereits vorteilhafte Schiebenockenwellen bzw. Schiebennockenwellensysteme bekannt geworden sind, so besteht dennoch Verbesserungsbedarf.Although advantageous sliding camshafts or sliding camshaft systems have already become known, there is still room for improvement.

So hat sich herausgestellt, dass insbesondere bei sehr schnell schaltenden Schiebenocken eine nicht unerhebliche Geräuschentwicklung festzustellen ist. Diese ist unerwünscht. Zudem stellen die beschleunigten Massen der Schiebenocken erhebliche Anforderungen an die Axiallager.It has been found that particularly with very quickly switching sliding cams, a considerable amount of noise can be generated. This is undesirable. In addition, the accelerated masses of the sliding cams place considerable demands on the axial bearings.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe eine verbesserte Schiebenockenwelle bereitzustellen, insbesondere eine Schiebenockenwelle bereitzustellen bei welcher eine diesbezügliche Geräuschentwicklung und/oder Lagerbelastung vermieden, zumindest aber gemindert werden kann.This is where the present invention comes in and sets itself the task of providing an improved sliding camshaft, in particular a sliding camshaft in which the associated noise development and/or bearing load can be avoided or at least reduced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schiebenockenwelle mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Schiebenockenwelle mit einer Dämpfungseinrichtung ausgestattet ist, wobei die Dämpfungseinrichtung dazu eingerichtet ist, den Schiebnocken über einen ersten Teil des Verschiebeweges, der einem Freiflugweg entspricht, nicht zu verzögern, wobei die Dämpfungseinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, den Schiebenocken über einen zweiten, insbesondere restlichen, Teil des Verschiebeweges zu verzögern, der einem Verzögerungsweg entspricht, kann eine durch den Wechsel der Schaltposition des Schiebenockens bedingte Geräuschentwicklung und/oder Lagerbelastung vermieden, zumindest aber gemindert werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Dämpfungseinrichtung eine in dem Schiebenocken angeordnete und verschiebbare Klemme mit einem ersten Anschlag und einem zweiten Anschlag umfasst, wobei die Dämpfungseinrichtung ferner einen tragwellenseitigen Mitnehmer umfasst, der zwischen dem ersten Anschlag und dem zweiten Anschlag der Klemme angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved by a sliding camshaft with the characterizing features of claim 1. Because the sliding camshaft is equipped with a damping device, wherein the damping device is designed not to decelerate the sliding cam over a first part of the displacement path, which corresponds to a free flight path, wherein the damping device is further designed to decelerate the sliding cam over a second, in particular remaining, part of the displacement path, which corresponds to a deceleration path, noise development and/or bearing load caused by the change in the switching position of the sliding cam can be avoided, or at least reduced. Alternatively, it can also be provided that the damping device comprises a clamp arranged in the sliding cam and displaceable with a first stop and a second stop, wherein the damping device further comprises a carrier on the support shaft side, which is arranged between the first stop and the second stop of the clamp.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.Further advantageous embodiments of the proposed invention result in particular from the features of the subclaims. The objects or features of the various claims can in principle be combined with one another as desired.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Anschläge der Klemme einen Abstand aufweisen, wobei der schiebenockenseitige Mitnehmer eine Breite aufweist, wobei die Breite des Mitnehmers geringer als der Abstand der Anschläge ist. Entsprechend kann der Mitnehmer und damit der Schiebenocken einen vorbestimmten Weg zwischen den Anschlägen zurücklegen, bis er auf den Anschlag trifft, der in seinem Verschiebeweg liegt.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the stops of the clamp are spaced apart, with the driver on the sliding cam side having a width, with the width of the driver being less than the distance between the stops. Accordingly, the driver and thus the sliding cam can cover a predetermined distance between the stops until it hits the stop that lies in its displacement path.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Freiflugweg dem Abstand der Anschläge der Klemme, abzüglich der Breite des Mitnehmers entspricht. In dem Freiflugweg ist der Mitnehmer entsprechend ohne Eingriff. Der Schiebenocken erfährt lediglich die technisch bedingte Verzögerung durch die Reibung zwischen Schiebenocken und Tragwelle.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the free flight path corresponds to the distance between the stops of the clamp, minus the width of the driver. In the free flight path, the driver is correspondingly without intervention. The sliding cam only experiences the technical deceleration caused by the friction between the sliding cam and the support shaft.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Verzögerungsweg dem Verschiebeweg abzüglich des Freiflugweges entspricht. Für den Rest des Verschiebeweges ist vorgesehen, dass der Schiebenocken einen Verzögerungsweg durchläuft, so dass der Schiebenocken kurz vor Erreichen der jeweils angedachten Schaltposition abgebremst wird.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the deceleration path corresponds to the displacement path minus the free flight path. For the remainder of the displacement path, it is provided that the sliding cam runs through a deceleration path so that the sliding cam is braked shortly before reaching the intended switching position.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine vorbestimmte Reibung, insbesondere eine durch Oberfläche und/oder Materialauswahl vorbestimmbare Reibung, zwischen der Klemme und der Tragwelle oder zwischen der Klemme und dem Schiebenocken vorgesehen ist. Wie oben bereits angedeutet, existiert eine technisch bedingte Reibung zwischen der Tragwelle und dem Schiebenocken. Für eine effektive Verzögerung des Schiebenockens kurz vor Erreichen der angedachten Schaltposition wird beispielsweise die Reibung der dann angekoppelten Klemme ausgenutzt. Um die gewünschte Verzögerung des Schiebenockens für den Verzögerungsweg an die Anforderungen der Schiebenockenwelle im Betrieb einzustellen, kann beispielsweise die Reibung der Klemme auf der Tragwelle entsprechend eingestellt werden. Die für das Einstellen der Reibung vorbestimmbare Oberfläche der Klemme entspricht vorzugsweise der Oberflächen-Fläche, insbesondere Berühr bzw. Kontaktfläche zur Tragwelle. Auch die Oberflächenbeschaffenheit kann eine Rolle spielen. Die Ausgestaltungen gelten für die Reibung zwischen der Klemme und dem Schiebenocken entsprechend. Auch oder sogar alternativ kann die Masse der Klemme als solches für eine Verzögerung genutzt werden. Durch Auswahl der Masse kann die hierdurch bedingte Verzögerung entsprechend eingestellt werden.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that a predetermined friction, in particular a friction that can be predetermined by the surface and/or material selection, is provided between the clamp and the support shaft or between the clamp and the sliding cam. As already indicated above, there is a technically determined friction between the support shaft and the sliding cam. For an effective deceleration of the sliding cam shortly before reaching the intended switching position, the friction of the then coupled clamp is used, for example. In order to set the desired deceleration of the sliding cam for the deceleration path to the requirements of the sliding camshaft during operation, the friction of the clamp on the support shaft can be adjusted accordingly. The surface of the clamp that can be predetermined for setting the friction preferably corresponds to the surface area, in particular the touch or contact surface to the support shaft. The surface quality can also play a role. The embodiments apply accordingly to the friction between the clamp and the sliding cam. The mass of the clamp itself can also be used for deceleration, or even alternatively. By selecting the mass, the resulting delay can be adjusted accordingly.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Klemme als hohlzylinderförmige Hülse ausgestaltet ist, wobei die Hülse insbesondere einen Längsschlitz aufweist. Mit Hilfe des Längsschlitzes kann die Hülse leicht aufgebogen und auf den vorgesehenen Abschnitt der Tragwelle aufgeschoben werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Klemme mit einer leichten Vorspannung auf der Tragwelle aufsitzt, so dass auch über die Klemmwirkung eine gewisse Reibung während der Bewegung erzielt werden kann.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the clamp is designed as a hollow cylindrical sleeve, wherein the sleeve in particular has a longitudinal slot. With the help of the longitudinal slot, the sleeve can be slightly bent open and pushed onto the intended section of the support shaft. It can also be provided that the clamp sits on the support shaft with a slight pre-tension, so that a certain friction can also be achieved during the movement via the clamping effect.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein vorteilhaftes Verfahren zur axialen Verschiebung, insbesondere Verschiebung zwischen zwei Schaltpositionen, des Schiebenockens einer Schiebenockenwelle vorzuschlagen, insbesondere ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem eine durch den Wechsel der Schaltposition des Schiebenockens bedingte Geräuschentwicklung, Lagerbelastung und/oder Belastung des Schiebenocken durch das Anschlagen vermieden, zumindest aber gemindert werden kann.A further object of the present invention is to propose an advantageous method for the axial displacement, in particular displacement between two switching positions, of the sliding cam of a sliding camshaft, in particular to propose a method in which noise development, bearing load and/or load on the sliding cam caused by the impact due to the change in the switching position of the sliding cam can be avoided, or at least reduced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Dadurch, dass die Dämpfungseinrichtung den Schiebenocken über einen ersten Teil des Verschiebeweges, der einem Freiflugweg entspricht, nicht verzögert, wobei die Dämpfungseinrichtung den Schiebenocken über einen zweiten, insbesondere restlichen, Teil des Verschiebeweges verzögert, der einem Verzögerungsweg entspricht, kann eine schaltungsbedingte Geräuschentwicklung und/oder axiale Lagerbelastung vermieden, zumindest aber gemindert werden.According to the invention, this object is achieved by a method having the characterizing features of claim 7. Due to the fact that the damping device does not decelerate the sliding cam over a first part of the displacement path, which corresponds to a free-flight path, wherein the damping device decelerates the sliding cam over a second, in particular remaining, part of the displacement path, which corresponds to a deceleration path, switching-related noise development and/or axial bearing load can be avoided, or at least reduced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Mitnehmer des Schiebenockens bzw. der Tragwelle den Freiflugweg, ohne eine Verzögerung zwischen den Anschlägen der Klemme zurücklegt, bis er an den im Verschiebeweg liegenden Anschlag der Klemme anstößt, wobei Schiebenocken und Klemme einen Verzögerungsweg, mit einer durch die Klemme bedingte Verzögerung, bis zum Erreichen der zweiten Position zurücklegt.In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the driver of the sliding cam or the support shaft travels the free flight path without a delay between the stops of the clamp until it hits the stop of the clamp located in the displacement path, wherein the sliding cam and clamp travel a deceleration path, with a delay caused by the clamp, until the second position is reached.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Freiflugweg = 0 ist. In diesem Falle zeichnet sich das Verfahren zur axialen Verschiebung, insbesondere Verschiebung zwischen zwei Schaltpositionen, des Schiebenockens einer erfindungsgemäßen Schiebenockenwelle dadurch aus, dass von einer ersten axialen Schaltposition zu einer zweiten axialen Schaltposition, wobei der Schiebenocken bei der Verschiebung einen Verschiebeweg zwischen den Schaltpositionen zurücklegt und dass die Dämpfungseinrichtung den Schiebnocken über den gesamten Verschiebeweg verzögert.Alternatively, it can also be provided that the free flight path = 0. In this case, the method for axial displacement, in particular displacement between two switching positions, of the sliding cam of a sliding camshaft according to the invention is characterized in that from a first axial switching position to a second axial switching position, the sliding cam covers a displacement path between the switching positions during the displacement and that the damping device decelerates the sliding cam over the entire displacement path.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

1 eine erfindungsgemäße Schiebenockenwelle in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht (erste axiale Position des Schiebenockens);
2 eine erfindungsgemäße Schiebenockenwelle in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht (erste axiale Position des Schiebenockens);
3 ein Detail einer erfindungsgemäßen Schiebenockenwelle in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht (erste axiale Position des Schiebenockens);
4 eine erfindungsgemäße Schiebenockenwelle in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht (zweite axiale Position des Schiebenockens);
5 eine erfindungsgemäße Schiebenockenwelle in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht (zweite axiale Position des Schiebenockens);
6 ein Detail einer erfindungsgemäßen Schiebenockenwelle in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht (zweite axiale Position des Schiebenockens);
7-9 ein Dämpfungselement für eine erfindungsgemäße Schiebenockenwelle in verschiedenen Ansichten;
10 ein Detail einer erfindungsgemäßen Schiebenockenwelle in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht (erste axiale Position des Schiebenockens),
11 ein Detail einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schiebenockenwelle in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht (zweite axiale Position des Schiebenockens).

Further features and advantages of the present invention will become clear from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

1 a sliding camshaft according to the invention in a partially sectioned perspective Viennese view (first axial position of the sliding cam);
2 a sliding camshaft according to the invention in a partially sectioned side view (first axial position of the sliding cam);
3 a detail of a sliding camshaft according to the invention in a partially sectioned side view (first axial position of the sliding cam);
4 a sliding camshaft according to the invention in a partially sectioned perspective view (second axial position of the sliding cam);
5 a sliding camshaft according to the invention in a partially sectioned side view (second axial position of the sliding cam);
6 a detail of a sliding camshaft according to the invention in a partially sectioned side view (second axial position of the sliding cam);
7-9 a damping element for a sliding camshaft according to the invention in different views;
10 a detail of a sliding camshaft according to the invention in a partially sectioned side view (first axial position of the sliding cam),
11 a detail of an embodiment of a sliding camshaft according to the invention in a partially sectioned side view (second axial position of the sliding cam).

Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet:

v: Verschiebeweg des Schiebenockens (von einer axialen Position zur anderen axialen Position)
a: Freiflugweg des Schiebenockens
b: Verzögerungsweg von Schiebenocken und Klemme
X: Breite des Anschlags des Schiebenockens
Y: Abstand der Anschläge der Klemme
1: Tragwelle
2: Schiebenocken
3: Rastvorrichtung
4: Dämpfungseinrichtung
11: Schiebeverzahnung
21: Schiebehülse
22: Nockenpaket
23: Schaltkulisse
31: Rastnut
32: Rastnut
33: Kugel
34: Rastierberg
41: Klemme
42: Mitnehmer
211: Schiebeverzahnung
221: erster Nocken
222: zweiter Nocken
411: erster Anschlag
412: zweiter Anschlag
413: Schlitz

The following reference symbols are used in the figures:

v: Displacement path of the sliding cam (from one axial position to another axial position)
a: Free flight path of the sliding cam
b: Deceleration path of sliding cam and clamp
X: Width of the sliding cam stop
Y: Distance between the clamp stops
1: Support shaft
2: Sliding cam
3: Locking device
4: Damping device
11: Sliding gear
21: Sliding sleeve
22: Cam package
23: Shift gate
31: Locking groove
32: Locking groove
33: Bullet
34: Rastierberg
41: Clamp
42: Driver
211: Sliding gear
221: first cam
222: second cam
411: first attack
412: second attack
413: slot

Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.Features and details that are described in connection with a method naturally also apply in connection with the device according to the invention and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other. In addition, a method according to the invention that may be described can be carried out with the device according to the invention.

Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf“ und/oder „aufweisend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder“ jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the disclosure. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. It will also be understood that the terms “comprises” and/or “comprising,” when used in this specification, specify the presence of the recited features, integers, steps, operations, elements, and/or components, but do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, and/or groups thereof. As used herein, the term “and/or” includes any and all combinations of one or more of the associated listed elements.

Zunächst wird auf 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 Bezug genommen.First, 1 to 3 or 4 to 6 reference is made.

Eine erfindungsgemäße Schiebenockenwelle umfasst im Wesentlichen eine Tragwelle 1 und eine auf der Tragwelle axial verschieblich, jedoch drehfest aufgenommenen Schiebenocken 2.A sliding camshaft according to the invention essentially comprises a support shaft 1 and a sliding cam 2 which is axially displaceable but non-rotatably mounted on the support shaft.

Der Schiebenocken 2 umfasst im Wesentlichen eine Schiebehülse 21, ein Nockenpaket 22 und eine Schaltkulisse 23. Zur axial verschieblichen, jedoch drehfesten Verbindung zwischen Tragwelle 1 und Schiebenocken 2 ist eine tragwellenseitige Schiebeverzahnung 11 auf der Außenseite der Tragwelle 1 und eine schiebenockenseitige korrespondierende Schiebeverzahnung 211 auf der Innenseite der Schiebehülse 21. Der Schiebenocken 2 kann mindestens zwischen einer ersten axialen Schaltposition und einer zweiten axialen Schaltposition verschoben werden.The sliding cam 2 essentially comprises a sliding sleeve 21, a cam package 22 and a switching gate 23. For the axially displaceable but rotationally fixed connection between the support shaft 1 and the sliding cam 2, there is a sliding toothing 11 on the support shaft side on the outside of the support shaft 1 and a corresponding sliding toothing 211 on the sliding cam side on the inside of the sliding sleeve 21. The sliding cam 2 can be displaced at least between a first axial switching position and a second axial switching position.

Das Nockenpaket 22 umfasst im Wesentlichen einen ersten Nocken 221 und mindestens einen zweiten Nocken 222. Die Nocken 221, 222 unterscheiden sich von ihrer Nockenkontur, wobei der Unterschied auch in einer unterschiedlichen Phasenlage liegen kann. Denkbar ist ferner den Schiebenocken mit einem weiteren Nockenpaket 22' und entsprechend zugeordneten Nocken 221' und 222' auszustatten, so dass sich ein sogenannter Doppelschiebenocken ergeben kann.The cam package 22 essentially comprises a first cam 221 and at least one second cam 222. The cams 221, 222 differ in their cam contour, whereby the difference can also be in a different phase position. It is also conceivable to equip the sliding cam with a further cam package 22' and correspondingly assigned cams 221' and 222', so that a so-called double sliding cam can result.

Ferner ist die Schiebenockenwelle noch mit einer Rastvorrichtung 3 zwischen dem Schiebenocken 2 und der Tragwelle 1 ausgestattet. Die Rastvorrichtung 3 ist dazu eingerichtet, den Schiebenocken 2 wahlweise in der ersten axialen Position oder in der zweiten axialen Position lösbar zu fixieren. In der Regel umfasst eine derartige Rastvorrichtung 3 zwei schiebenockenseitige Rastnuten 31, 32, in welche eine tragwellenseitige federvorgespannte Kugel 33 wahlweise eingreifen kann. Zur Verschiebung des Schiebenockens 2 wird die Kugel 33 gegen die Federkraft über einen zwischen den Rastnuten 31, 32 vorgesehenen Rastierberg 34 geschoben, um dann jeweils in der anderen Nut einzurasten.Furthermore, the sliding camshaft is also equipped with a locking device 3 between the sliding cam 2 and the support shaft 1. The locking device 3 is designed to releasably fix the sliding cam 2 either in the first axial position or in the second axial position. As a rule, such a locking device 3 comprises two locking grooves 31, 32 on the sliding cam side, into which a spring-loaded ball 33 on the support shaft side can optionally engage. To move the sliding cam 2, the ball 33 is pushed against the spring force over a locking hill 34 provided between the locking grooves 31, 32 in order to then lock into the other groove.

In den 1 bis 3 ist die Schiebenockenwelle in einer ersten axialen Schaltposition des Schiebenockens 2 und in den 4 bis 6 in einer zweiten axialen Schaltposition des Schiebennockens 2 dargestellt. Der Wechsel der axialen Position wird durch den Eingriff eines oder mehrerer Aktuatorpins eines Aktuators (nicht dargestellt) in die Schaltkulisse 23 bei sich drehender Schiebenockenwelle eingeleitet bzw. vollzogen.In the 1 to 3 the sliding camshaft is in a first axial switching position of the sliding cam 2 and in the 4 to 6 in a second axial switching position of the sliding cam 2. The change in the axial position is initiated or carried out by the engagement of one or more actuator pins of an actuator (not shown) in the switching gate 23 while the sliding camshaft is rotating.

Je nach axialer Position des Schiebenockens 2 kann der erste Nocken 221 oder der zweite Nocken 222 mit dem jeweils zugeordneten Gaswechselventil oder Nockenfolger des Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) in Kontakt gebracht werden. Hierdurch kann der Gaswechselprozess optimiert, werden.Depending on the axial position of the sliding cam 2, the first cam 221 or the second cam 222 can be brought into contact with the respective associated gas exchange valve or cam follower of the internal combustion engine (not shown). This allows the gas exchange process to be optimized.

Im Wesentlichen wird hier der Grundaufbau einer Schiebenockenwelle beschrieben. Bekannt sind natürlich auch weitere Ausgestaltungen einer Schiebenockenwelle, beispielsweise mit Doppelschiebenocken, mehreren Nockenpaketen oder auch Schiebenockensysteme, die beispielsweise mit einem Aktuator bei mehreren Schiebenocken auskommen, insbesondere durch den Einsatz eines Verstellelementes. Hier kann beispielsweise auf die WO 2020193560 A1 der Anmelderin verwiesen werden.Essentially, the basic structure of a sliding camshaft is described here. Of course, other designs of a sliding camshaft are also known, for example with double sliding cams, several cam packages or sliding cam systems, which, for example, manage with one actuator for several sliding cams, in particular through the use of an adjusting element. Here, for example, the WO 2020193560 A1 the applicant.

Wie bereits oben dargestellt, wird der Schiebenocken 2 mindestens zwischen zwei axialen Schaltpositionen verschoben. Zwischen diesen beiden axialen Schaltpositionen ist eine Strecke vorgesehen, die der Schiebenocken 2 zurücklegt. Hier soll nachfolgend von einem Verschiebeweg v gesprochen werden.As already shown above, the sliding cam 2 is moved between at least two axial switching positions. Between these two axial switching positions, a distance is provided which the sliding cam 2 travels. In the following, we will refer to this as a displacement path v.

Bei der axialen Verschiebung des Schiebenockens 2 wird dieser beschleunigt und muss zum Ende der Bewegung wieder verzögert werden. Dabei kann die Geschwindigkeit beim Anschlagen des Schiebenockens 2, insbesondere am Zylinderkopf, so groß sein, dass es zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung kommt. Auch kann es zu einer unerwünschten Belastung der Lagerung, insbesondere Axiallagerung, der Schiebenockenwelle kommen.When the sliding cam 2 is moved axially, it is accelerated and must be decelerated again at the end of the movement. The speed at which the sliding cam 2 strikes, particularly the cylinder head, can be so high that undesirable noise is generated. This can also lead to undesirable loading of the bearing, particularly the axial bearing, of the sliding camshaft.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schiebenockenwelle mit einer Dämpfungseinrichtung 4 zur Verzögerung des Schiebenockens 2, insbesondere bei lediglich einem Teil der axialen Verschiebung, ausgestattet ist.According to the invention, the sliding camshaft is equipped with a damping device 4 for decelerating the sliding cam 2, in particular during only a part of the axial displacement.

Die Dämpfungseinrichtung 4 umfasst eine auf der Tragwelle 1 verschiebbare Klemme 41 mit einem ersten Anschlag 411 und einem zweiten Anschlag 412. Ferner umfasst die Dämpfungseinrichtung 4 einen Mitnehmer 42 auf der Innenseite des Schiebenockens 2.The damping device 4 comprises a clamp 41 which can be moved on the support shaft 1 and has a first stop 411 and a second stop 412. The damping device 4 also comprises a driver 42 on the inside of the sliding cam 2.

Die Klemme 41 ist im Wesentlichen als hohlzylinderförmige Hülse, vorzugsweise längsgeschlitzte Hülse, ausgestaltet. Die Klemme 41 ist verschieblich auf einem Abschnitt der Tragwelle 1 aufgenommen. Zwischen der Klemme 41 und der Tragwelle besteht eine vorbestimmte Reibung, insbesondere eine durch Oberfläche und/oder Materialauswahl vorbestimmbare Reibung. Als Material für die Klemme 41 kommt beispielsweise Federstahl in Frage. Auch andere Materialien sind denkbar. Die Klemme 41 ist vorzugsweise als Stanz-Biegeteil ausgeführt. Auch andere Herstellungsverfahren sind denkbar.The clamp 41 is essentially designed as a hollow cylindrical sleeve, preferably a sleeve with a longitudinal slot. The clamp 41 is slidably received on a section of the support shaft 1. There is a predetermined friction between the clamp 41 and the support shaft, in particular a friction that can be predetermined by the surface and/or material selection. Spring steel, for example, can be used as a material for the clamp 41. Other materials are also conceivable. The clamp 41 is preferably designed as a stamped and bent part. Other manufacturing processes are also conceivable.

In einem montierten Zustand ist der Mitnehmer 42 des Schiebenockens zwischen dem ersten Anschlag 411 und dem zweiten Anschlag 412 der Klemme 41 angeordnet.In an assembled state, the driver 42 of the sliding cam is between the first Stop 411 and the second stop 412 of the terminal 41.

Der Schiebenocken 2 kann über einen Verschiebeweg v auf der Tragwelle 1 axial zwischen den beiden Schaltpositionen verschoben werden. Der Verschiebeweg v entspricht dem Weg, den der Schiebenocken 2 für einen Wechsel von beispielsweise der ersten axialen Position zur zweiten axialen Position zurücklegen muss.The sliding cam 2 can be moved axially between the two switching positions via a displacement path v on the support shaft 1. The displacement path v corresponds to the path that the sliding cam 2 must cover to change from, for example, the first axial position to the second axial position.

Während dieser Bewegung legt der Mitnehmer 42 des Schiebenockens 2 einen ersten Weg zwischen den Anschlägen 411, 412 der Klemme 41 zurück, bis er - je nach Verschieberichtung - an einen der Anschläge 411 bzw. 412 anstößt. Der axiale Abstand der Anschläge 411, 412 der Klemme 41 ist größer, als die Breite X des Mitnehmers 42 des Schiebenockens 2. Der Weg, den der Schiebenocken 2 und damit auch der Mitnehmer 42 zwischen den Anschlägen 411, 412 zurücklegt kann auch als Freiflugweg a bezeichnet werden, da für diesen Teilweg des Verschiebeweges v keine axiale Bewegung der Klemme 41 stattfindet. Abgesehen von technisch bedingter Reibung zwischen der Tragwelle 1 und dem Schiebenocken 2 findet für den Freiflugweg a keine Reibung und damit keine Verzögerung der Bewegung des Schiebenockens 2 statt. Der Freiflugweg a kann auch eine Länge von Null oder nahe Null aufweisen.During this movement, the driver 42 of the sliding cam 2 covers a first path between the stops 411, 412 of the clamp 41 until it hits one of the stops 411 or 412, depending on the direction of displacement. The axial distance between the stops 411, 412 of the clamp 41 is greater than the width X of the driver 42 of the sliding cam 2. The path that the sliding cam 2 and thus also the driver 42 covers between the stops 411, 412 can also be referred to as the free flight path a, since no axial movement of the clamp 41 takes place for this partial path of the displacement path v. Apart from technically caused friction between the support shaft 1 and the sliding cam 2, there is no friction for the free flight path a and thus no delay in the movement of the sliding cam 2. The free flight path a can also have a length of zero or close to zero.

Es ist demnach ersichtlich, dass die Dämpfungseinrichtung 4 dazu eingerichtet ist, den Schiebnocken 2 über einen ersten Teil des Verschiebeweges v, der einem Freiflugweg a entspricht, nicht zu verzögern bzw. nicht bei der Beschleunigung und damit die Schaltkraft zu beeinflussen. It is therefore clear that the damping device 4 is designed not to decelerate the sliding cam 2 over a first part of the displacement path v, which corresponds to a free flight path a, or not to influence the acceleration and thus the switching force.

Erst mit dem Kontakt zwischen dem Mitnehmer 42 des Schiebenockens und dem auf dem Verschiebeweg v liegenden Anschlag 411, 412 der Klemme 41 wird die Klemme 41 ebenfalls verschoben. Es findet eine Verschiebung der Klemme 41 und des Schiebenockens 2 über einen Verzögerungsweg b statt. Der Verzögerungsweg b könnte auch als Bremsweg angesprochen werden. Hier kommt die vorbestimmte Reibung zwischen Klemme 41 und Tragwelle 1 zum Tragen, mit welcher auch die Verschiebebewegung des Schiebenockens 2 gebremst wird. Auch die Trägheit der Klemme 41, wesentlich bedingt durch die Masse der Klemme 41, kann zu einer Bremswirkung beitragen.Only when the driver 42 of the sliding cam and the stop 411, 412 of the clamp 41, which is located on the displacement path v, come into contact is the clamp 41 also displaced. The clamp 41 and the sliding cam 2 are displaced over a deceleration path b. The deceleration path b could also be referred to as the braking path. The predetermined friction between the clamp 41 and the support shaft 1 comes into play here, with which the displacement movement of the sliding cam 2 is also braked. The inertia of the clamp 41, which is essentially due to the mass of the clamp 41, can also contribute to a braking effect.

Entsprechend ist die Dämpfungseinrichtung 4 ferner dazu eingerichtet, den Schiebenocken 2 über einen zweiten, insbesondere restlichen, Teil des Verschiebeweges v zu verzögern, der einem Verzögerungsweg b entspricht.Accordingly, the damping device 4 is further configured to decelerate the sliding cam 2 over a second, in particular remaining, part of the displacement path v, which corresponds to a deceleration path b.

Es ist ersichtlich, dass einerseits der Schiebenocken 2 seine Verschiebebewegung zwischen den beiden axialen Schaltpositionen wie gewohnt beginnen kann und erst nachdem der Mitnehmer 42 denjenigen Anschlag 411 bzw. 412 der Klemme 41 erreicht, der jeweils im Verschiebeweg v liegt, abgebremst wird. Das Abbremsen ist natürlich nicht so stark, dass die angestrebte Position des Schiebenockens 2 nicht erreicht werden könnte. Hier rastet die Rastvorrichtung 3 wie gewohnt auf der jeweiligen Position ein und fixiert den Schiebenocken 2 lösbar auf dieser Position, bis durch den Aktuator bzw. die Schaltkulisse 23 wieder die andere Position angefahren werden soll.It is clear that, on the one hand, the sliding cam 2 can begin its sliding movement between the two axial switching positions as usual and is only braked after the driver 42 reaches the stop 411 or 412 of the clamp 41, which is in the respective displacement path v. The braking is of course not so strong that the desired position of the sliding cam 2 cannot be reached. Here, the locking device 3 engages in the respective position as usual and fixes the sliding cam 2 releasably in this position until the other position is to be approached again by the actuator or the switching gate 23.

Es ist ferner ersichtlich, dass das Abbauen der Bewegungsenergie insbesondere durch zwei physikalische Eigenschaften stattfinden kann.It is also evident that the dissipation of kinetic energy can occur in particular through two physical properties.

Erstens erzeugt eine Reibung der Klemme 41 auf der Tragwelle 1 eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfung, welche durch den Reibbeiwert und die Vorspannung eingestellt wird. Zweitens durch Impulserhaltung durch die Masse der Klemme 41. Bei ausreichend großer Masse der Klemme 41 muss diese am Ende der Verschiebung des Schiebenocken 2 beschleunigt werden. Durch einen unelastischen Stoß wird dabei die die Bewegungsenergie aus dem Freiflug des Schiebenockens 2 auf beide Massen von Schiebenocken 2 und Klemme 41 aufgeteilt und es findet eine erste Verzögerung des Schiebenockens 2 vor einem finalen Endanschlag statt.Firstly, friction of the clamp 41 on the support shaft 1 generates a speed-dependent damping, which is set by the coefficient of friction and the preload. Secondly, momentum is conserved by the mass of the clamp 41. If the mass of the clamp 41 is sufficiently large, it must be accelerated at the end of the displacement of the sliding cam 2. Through an inelastic impact, the kinetic energy from the free flight of the sliding cam 2 is divided between both masses of the sliding cam 2 and clamp 41 and an initial deceleration of the sliding cam 2 takes place before a final end stop.

Es ist weiterhin ersichtlich, dass die Summe aus dem Freiflugweg a und dem Verzögerungsweg b dem Verschiebeweg v des Schiebenockens 2 zwischen den axialen Schaltpositionen entspricht. Im Umkehrschluss ergibt sich hieraus, dass der Freiflugweg a kürzer als der Verschiebeweg v des Schiebenockens 2 ist. Auch ist die Dämpfungseinrichtung 4 vorteilhaft so konzipiert, dass der Freiflugweg a länger als der Verzögerungsweg b ist, so dass der Schiebenocken über eine möglichst lange Strecke ungebremst verschoben werden kann und nur auf den letzten Millimetern abgebremst wird. Mit anderen Worten, ist der Verzögerungsweg b der jeweils zu erreichenden Schaltposition zugewandt bzw. der Freiflugweg derjenigen Schaltposition, von welcher die Verschiebung des Schiebenockens 2 startet. Im Ergebnis wird der Schaltvorgang nur minimalst beeinflusst, jedoch werden störende Geräusche und/oder axiale Lagerbelastungen beim Schaltvorgang maximal eliminiert.It is also clear that the sum of the free flight path a and the deceleration path b corresponds to the displacement path v of the sliding cam 2 between the axial switching positions. Conversely, this means that the free flight path a is shorter than the displacement path v of the sliding cam 2. The damping device 4 is also advantageously designed so that the free flight path a is longer than the deceleration path b, so that the sliding cam can be displaced unbraked over as long a distance as possible and is only braked in the last few millimeters. In other words, the deceleration path b faces the switching position to be reached or the free flight path faces the switching position from which the displacement of the sliding cam 2 starts. As a result, the switching process is only minimally influenced, but disturbing noises and/or axial bearing loads during the switching process are eliminated as much as possible.

Der Wechsel aus ungehindertem Verschieben und verzögertem Verschieben wirkt in beide Verschieberichtungen, d.h. von der ersten Schaltposition zur zweiten Schaltposition, als auch von der zweiten Schaltposition zur ersten Schaltposition.The alternation between unhindered shifting and delayed shifting acts in both shifting directions, i.e. from the first switching position to the second switching position, as well as from the second switching position to the first switching position.

Nachfolgend wird auf die 7 bis 9 Bezug genommen.The following refers to the 7 to 9 reference is made.

Hier ist die Klemme 41 der Dämpfungseinrichtung 4 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die Klemme 41 im Wesentlichen eine holzylinderförmige Gestalt aufweist. Ferner weist die Klemme 41 einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 413 auf, der im Wesentlichen dazu dient, die Klemme 41 auf den jeweiligen Abschnitt der Tragwelle aufzuschieben. Es ist auch vorzugsweise vorgesehen, dass die Klemme 41 mit einer leichten Vorspannung auf der Tragwelle 1 aufsitzt, so dass auch über die Klemmwirkung eine gewisse Reibung während der Bewegung erzielt werden kann.Here, the clamp 41 of the damping device 4 is shown in different views. It can be seen that the clamp 41 essentially has a hollow cylindrical shape. Furthermore, the clamp 41 has a slot 413 running in the longitudinal direction, which essentially serves to slide the clamp 41 onto the respective section of the support shaft. It is also preferably provided that the clamp 41 sits on the support shaft 1 with a slight pre-tension, so that a certain friction can also be achieved during the movement via the clamping effect.

Es ist ferner erkennbar, dass die Klemme 41 mehrere Paare von Anschlägen 411 bzw. 412 umfasst, die in Umfangsrichtung angeordnet sind. Dies ist im Wesentlichen darauf zurückzuführen, dass der Mitnehmer 42 des Schiebenockens 2 in der Regel als umlaufender Vorsprung auf der Innenseite des Schiebenockens 2 ausgestaltet ist. Insofern ist es vorteilhaft und wirkt einer Verkantung entgegen, wenn mehrere Paare in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Wirkungsweise ist wie oben skizziert. Theoretisch könnte es sich bei den Anschlägen 411 bzw. 412 der Klemme auch um durchgängig umlaufende Anschläge handeln.It can also be seen that the clamp 41 comprises several pairs of stops 411 and 412, which are arranged in the circumferential direction. This is essentially due to the fact that the driver 42 of the sliding cam 2 is usually designed as a circumferential projection on the inside of the sliding cam 2. In this respect, it is advantageous and counteracts tilting if several pairs are arranged in the circumferential direction. The mode of operation is as outlined above. Theoretically, the stops 411 and 412 of the clamp could also be continuous circumferential stops.

Ebenfalls ist in den Abbildungen der axiale Abstand Y der Anschläge 411, 412 eingezeichnet.The axial distance Y of the stops 411, 412 is also shown in the figures.

10 zeigt noch einmal die Schaltposition, bei der der Schiebnocken 2 in seiner nach links verschobenen Lage gezeigt ist. Der erste Anschlag 411 liegt am Mitnehmer 42 an, das Dämpfungselement 4, insbesondere die Klemme 41 befindet sich in einer Position, wie sie vom Schiebenocken 2 bei dem Schalt- bzw. Verschiebevorgang geschoben bzw. mitgenommen wurde. Die Kugel 33 der Rastvorrichtung 3 ist in die Rastnut 32 eingerastet. Diese Stellung bildet die Ausgangsstellung für den nächsten bzw. folgenden Schaltvorgang, welcher das Schiebenockenelement 2 nach rechts verschiebt. Die in der Figur dargestellten Abschnitte entlang des Verschiebeweges v ergeben sich für das Verschieben des Schiebenocken 2 von zuvor genannten Schaltposition. 10 shows the switching position again, in which the sliding cam 2 is shown in its position shifted to the left. The first stop 411 rests on the driver 42, the damping element 4, in particular the clamp 41, is in a position as it was pushed or taken by the sliding cam 2 during the switching or shifting process. The ball 33 of the locking device 3 is engaged in the locking groove 32. This position forms the starting position for the next or following switching process, which shifts the sliding cam element 2 to the right. The sections shown in the figure along the displacement path v result from the displacement of the sliding cam 2 from the previously mentioned switching position.

Bei dem Schaltvorgang, also dem verschieben des Schiebenocken 2 nach rechts, kann der Schiebenocken 2 auf dem Freiflugweg a wenig, bevorzugt unbeeinflusst von der Klemme 41 bewegt, verschoben bzw. beschleunigt werden. Nach dem Freiflugweg 4 kommt der Schiebenocken 2, insbesondere mit dem Mitnehmer 42 am zweiten Anschlag 412 der Klemme 41 zum Anliegen bzw. in Kontakt. Ab diesem Zeitpunkt wirkt die Dämpfungseinrichtung 4 bzw. die Klemme 41 auf das Schiebenockenelement 2 bzw. auf dessen Verschiebung, wobei hierbei die Klemme 41 von dem Schiebenockenelement 2 ge- bzw. verschoben wird. Dies erfolgt so weit, bis das Ende des Verschiebeweges v des Schiebenocken 2 erreicht ist. Die Lage der beiden Raststellungen ist in der Figur durch eine gestrichelte Line schematisch angedeutet.During the switching process, i.e. moving the sliding cam 2 to the right, the sliding cam 2 can be moved, displaced or accelerated slightly on the free flight path a, preferably without being influenced by the clamp 41. After the free flight path 4, the sliding cam 2 comes to rest or into contact with the second stop 412 of the clamp 41, in particular with the driver 42. From this point on, the damping device 4 or the clamp 41 acts on the sliding cam element 2 or on its displacement, with the clamp 41 being pushed or displaced by the sliding cam element 2. This continues until the end of the displacement path v of the sliding cam 2 is reached. The position of the two locking positions is indicated schematically in the figure by a dashed line.

Der sichtbare Teil des Verzögerungsweges b ist zudem auch auf der Tragwelle 1 schraffiert angedeutet. Durch die Kontur der Klemme 41 wird definiert, welcher Teil bzw. welche Oberfläche der Klemme an der Tragwelle 1 anliegt. So wird der Verzögerungsweg lediglich in Teilen sichtbar sein, da er auch unter der Klemme 41 liegen ausgebildet wird. Die Klemme 41 kommt am Ende des Verzögerungsweges b bevorzugt nicht zum axialen Anliegen bzw. Anschlagen an Teilen der Tragwelle 1, wie bspw. einem Absatz oder der Schiebeverzahnung 11, da diese die Verschiebung der Klemme 41 begrenzen könnten. Wie zuvor bereits beschrieben und hier gezeigt, kann der Freiflugweg a in seiner Länge derart ausgebildet sein, dass der Verzögerungsweg b erst beginnt, nach dem die Kugel 33 den Rastierberg 34 überwunden hat (punktierte Linie). D.h. die Klemme 41 beeinflusst bzw. verzögert die Verschiebung des Schiebenocken 2 erst, nachdem die Kugel 33 den Rastierberg 34 überwunden hat.The visible part of the deceleration path b is also indicated by hatching on the support shaft 1. The contour of the clamp 41 defines which part or which surface of the clamp rests on the support shaft 1. The deceleration path will therefore only be visible in parts, since it is also designed to lie beneath the clamp 41. At the end of the deceleration path b, the clamp 41 preferably does not come into axial contact or abutment with parts of the support shaft 1, such as a shoulder or the sliding gear 11, as these could limit the displacement of the clamp 41. As already described above and shown here, the length of the free flight path a can be designed in such a way that the deceleration path b only begins after the ball 33 has overcome the locking hill 34 (dotted line). This means that the clamp 41 influences or delays the displacement of the sliding cam 2 only after the ball 33 has overcome the locking hill 34.

In einer weiteren Ausgestaltung ist es auch möglich, dass der Verzögerungsweg b derart bemessen bzw. ausgelegt ist, dass er bereits beginnt bevor die Kugel 33 den Rastierberg 34 überwunden hat. Vorteilhaft kann hier die initiale Beschleunigung des Schiebenocken 2 unbeeinflusst von der Dämpfungseinrichtung 4, also der Klemme 41, erfolgen.In a further embodiment, it is also possible for the deceleration path b to be dimensioned or designed in such a way that it begins before the ball 33 has overcome the locking hill 34. Advantageously, the initial acceleration of the sliding cam 2 can take place here without being influenced by the damping device 4, i.e. the clamp 41.

Prinzipiell ist es jedoch auch denkbar, dass der Verschiebeweg v keinen Freiflugweg a umfasst, so dass die Dämpfungseinrichtung 4 den Schiebenocken 2 stets bei seiner Verschiebung beeinflusst bzw. verzögert.In principle, however, it is also conceivable that the displacement path v does not include a free flight path a, so that the damping device 4 always influences or delays the sliding cam 2 during its displacement.

In 11 ist eine weitere Ausgestaltung der Schiebenockenwelle dargestellt, wobei der Schiebnocken 2 in seiner nach links verschobenen Lage, seiner zweiten axialen Position gezeigt ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Klemme 41 derart ausgestaltet, dass sie im Schiebenocken 2 anliegt und mit ihrer Oberfläche am Schiebenocken 2 den Verzögerungsweg b ausbildet. Die Klemme 41 ist sozusagen im Schiebenocken 2, insbesondere in der Schiebehülse 21, geklemmt. Die Tragwelle 1 ist derart ausgestaltet, dass der Mitnehmer 42 einstückig mit dieser bzw. an der Tragwelle 1 ausgebildet ist. Der erste Anschlag 411 der Klemme 41 liegt am Mitnehmer 42 an. Die Klemme 41 befindet sich in einer Position, wie sie vom Schiebenocken 2 bei dem Schalt- bzw. Verschiebevorgang geschoben bzw. mitgenommen wurde. Die Kugel 33 der Rastvorrichtung 3 ist in die Rastnut 31 eingerastet. Diese Stellung bildet die Ausgangsstellung für den nächsten Schaltvorgang, welcher das Schiebenockenelement 2 nach links verschiebt.In 11 a further embodiment of the sliding camshaft is shown, with the sliding cam 2 being shown in its position shifted to the left, its second axial position. In this embodiment, the clamp 41 is designed in such a way that it rests in the sliding cam 2 and forms the deceleration path b with its surface on the sliding cam 2. The clamp 41 is, so to speak, clamped in the sliding cam 2, in particular in the sliding sleeve 21. The support shaft 1 is designed in such a way that the driver 42 is formed in one piece with it or on the support shaft 1. The first stop 411 of the clamp 41 rests on the driver 42. The clamp 41 is in a position as it is pushed or taken by the sliding cam 2 during the switching or shifting process. The ball 33 of the locking device 3 is engaged in the locking groove 31. This position forms the starting position for the next switching process, which moves the sliding cam element 2 to the left.

Die in der 11 dargestellten Abschnitte des Verschiebeweges v ergeben sich für das Verschieben des Schiebenocken 2 von zuvor genannten Schaltposition. Bei dem Schaltvorgang, kann der Schiebenocken 2 auf dem Freiflugweg a wenig, bevorzugt unbeeinflusst von der Dämpfungseinrichtung 4 bewegt, verschoben bzw. beschleunigt werden. Bei dieser Ausgestaltung wird die Klemme 41 zusammen mit dem Schiebenocken 2 verschoben. Das Verschiebeelement 2 wird weiter verschoben, wobei die Kugel 33 den Rastierberg 34 überwunden hat. Nach dem der Schiebenocken 2 bzw. die Klemme 41 den Freiflugweg a durchfahren ist, kommt hier die Klemme 41, insbesondere mit dem zweiten Anschlag 412 zum Anliegen bzw. in Kontakt mit dem Mitnehmer 42 der Tragwelle 1. Ab diesem Zeitpunkt verzögert die Dämpfungseinrichtung 4 bzw. die Klemme 41 das Schiebenockenelement 2 bzw. dessen Verschiebung, wobei hierbei die Klemme 41 relativ zum Schiebenockenelement 2 steht und dieses zu dieser weiter ge- bzw. verschoben wird. Da die Oberfläche der Klemme 41 an dem Schiebenocken 2 anliegt und in diesem den Reibpartner hat, ist der Verzögerungsweg b am Schiebenocken 2 ausgebildet. Die Verschiebung des Schiebenocken 2 erfolgt so weit, bis das Ende des Verschiebeweges v des Schiebenocken 2 erreicht ist. Wie zuvor beschrieben ist auch hier die Lage der beiden Raststellungen und damit der Verschiebeweg v in der Figur durch eine gestrichelte Line schematisch angedeutet. Die Lage des Rastierberges 34 relativ zu den Teilwegen, ist mittels Punktline gezeigt. Die Teilwege des Verschiebeweges v, insbesondere der Freiflugweg a sowie der Verzögerungsweg b sind ebenfalls dargestellt. Auch bei dieser Ausgestaltung kann die Länge der verschiedenen Teile des Verschiebeweges v an verschiedene Anforderungen angepasst werden. So kann beispielsweise der Verzögerungsweg b in Schieberichtung zu einem Zeitpunkt beginnen (und damit die Verzögerung), bevor die Kugel 33 den Rastberg 34 überwunden hat. Der Freiflugweg a kann auch eine Länge von Null oder nahe Null aufweisen.The 11 The sections of the displacement path v shown result for the displacement of the sliding cam 2 from the previously mentioned switching position. During the switching process, the sliding cam 2 can be moved, displaced or accelerated slightly on the free flight path a, preferably without being influenced by the damping device 4. In this embodiment, the clamp 41 is displaced together with the sliding cam 2. The displacement element 2 is displaced further, with the ball 33 having overcome the detent hill 34. After the sliding cam 2 or the clamp 41 has traveled through the free flight path a, the clamp 41, in particular with the second stop 412, comes into contact with the driver 42 of the support shaft 1. From this point on, the damping device 4 or the clamp 41 decelerates the sliding cam element 2 or its displacement, with the clamp 41 being relative to the sliding cam element 2 and the latter being moved or displaced further relative to it. Since the surface of the clamp 41 rests against the sliding cam 2 and has a friction partner in it, the deceleration path b is formed on the sliding cam 2. The sliding cam 2 is moved until the end of the displacement path v of the sliding cam 2 is reached. As previously described, the position of the two locking positions and thus the displacement path v is indicated schematically in the figure by a dashed line. The position of the locking hill 34 relative to the partial paths is shown by a dotted line. The partial paths of the displacement path v, in particular the free-flight path a and the deceleration path b, are also shown. In this embodiment, too, the length of the various parts of the displacement path v can be adapted to different requirements. For example, the deceleration path b in the sliding direction can begin at a time (and thus the deceleration) before the ball 33 has overcome the deceleration hill 34. The free-flight path a can also have a length of zero or close to zero.

Prinzipiell kann die Klemme 41 so ausgebildet sein, dass sie die Tragwelle 1 umschließt, insbesondere nahezu vollständig umschließt oder umgreift. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Klemme 41 beispielsweise einen Spalt 413 aufweisen. Bei einer weiteren nicht gezeigten Ausgestaltung kann die Klemme 41 so ausgebildet sein, dass sie die Tragwelle 1 nur teilweise bzw. auf einem Teilumfang umgreift bzw. umschließt, insbesondere die Tragwelle 1 etwa zur Hälfte umgreift.In principle, the clamp 41 can be designed such that it encloses the support shaft 1, in particular almost completely encloses or encompasses it. In such a design, the clamp 41 can have a gap 413, for example. In a further design not shown, the clamp 41 can be designed such that it only partially encompasses or encloses the support shaft 1 or on a partial circumference, in particular it encompasses the support shaft 1 approximately halfway.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2020193560 A1 [0005, 0032]

Claims

Sliding camshaft, comprising a support shaft (1) on which at least one sliding cam (2) is mounted so as to be axially displaceable but non-rotatable, characterized in that the sliding camshaft is equipped with a damping device (4) for delaying the axial displacement of the sliding cam (2), in particular during only a part of the axial displacement, wherein - the damping device (4) comprises a clamp (41) arranged on the support shaft (1) and displaceable with a first stop (411) and a second stop (412), wherein the damping device (4) further comprises a sliding cam-side driver (42) which is arranged between the first stop (411) and the second stop (412) of the clamp (41) or wherein - the damping device (4) comprises a clamp (41) arranged in the sliding cam (2) and displaceable with a first stop (411) and a second stop (412), wherein the damping device (4) further a carrier shaft-side driver (42) which is arranged between the first stop (411) and the second stop (412) of the clamp (41).

Sliding camshaft after Claim 1 , characterized in that the stops (411, 412) of the clamp (41) have a distance (Y), wherein the sliding cam-side driver (42) has a width (X), wherein the width of the driver (42) is smaller than the distance between the stops.

Sliding camshaft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the free flight path (a) corresponds to the difference between the distance (Y) of the stops of the clamp and the width (X) of the driver (42).

Sliding camshaft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the deceleration path (b) corresponds to the difference between the displacement path (v) and the free flight path (a).

Sliding camshaft according to at least one of the preceding claims, characterized in that a predetermined friction, in particular a friction that can be predetermined by surface and/or material selection, is provided between the clamp (41) and the support shaft (1) or between the clamp (41) and the sliding cam (2).

Sliding camshaft according to at least one of the preceding claims, characterized in that the clamp (41) is designed as a hollow cylindrical sleeve, wherein the sleeve in particular has a longitudinal slot (413).

Method for the axial displacement, in particular displacement between two switching positions, of the sliding cam (2) of a sliding camshaft according to at least one of the preceding claims, from a first axial switching position to a second axial switching position, wherein the sliding cam (2) covers a displacement path (v) between the switching positions during the displacement, characterized in that the damping device (4) does not decelerate the sliding cam (2) over a first part of the displacement path, which corresponds to a free flight path (a), wherein the damping device (4) decelerates the sliding cam (2) over a second, in particular remaining, part of the displacement path, which corresponds to a deceleration path (b).

Procedure according to Claim 7 , characterized in that the driver (42) travels the free flight path, without a delay, between the stops (411, 412) of the clamp (41) until it abuts the stop (411 or 412) located in the displacement path, wherein the sliding cam (4) and clamp (41) travel a deceleration path (b), with a deceleration caused by the clamp (41), until the second position is reached.

Method for axial displacement, in particular displacement between two switching positions, of the sliding cam (2) of a sliding camshaft according to at least one of the preceding claims, from a first axial switching position to a second axial switching position, wherein the sliding cam (2) covers a displacement path (v) between the switching positions during the displacement, characterized in that the damping device (4) decelerates the sliding cam (2) over the entire displacement path (v).