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EP3067524B1 - Positioning element for axial shifting of a cam assembly which can be moved along a camshaft axis - Google Patents

Positioning element for axial shifting of a cam assembly which can be moved along a camshaft axis Download PDF

Info

Publication number
EP3067524B1
EP3067524B1 EP15198234.5A EP15198234A EP3067524B1 EP 3067524 B1 EP3067524 B1 EP 3067524B1 EP 15198234 A EP15198234 A EP 15198234A EP 3067524 B1 EP3067524 B1 EP 3067524B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
camshaft
section
positioning element
guide
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP15198234.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3067524A1 (en
Inventor
Florian Schulz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kendrion Villingen GmbH
Original Assignee
Kendrion Villingen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kendrion Villingen GmbH filed Critical Kendrion Villingen GmbH
Priority to PL15198234T priority Critical patent/PL3067524T3/en
Publication of EP3067524A1 publication Critical patent/EP3067524A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3067524B1 publication Critical patent/EP3067524B1/en
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
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    • F01L1/08Shape of cams
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    • F01L13/0036Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve
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    • F01L2013/0078Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by axially displacing the camshaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L2013/10Auxiliary actuators for variable valve timing
    • F01L2013/101Electromagnets

Definitions

  • the present invention relates to an actuating element for axially displacing a displaceably mounted camshaft or a camshaft section displaceably mounted on a shaft along the camshaft axis. Furthermore, the invention relates to a device for axially displacing a camshaft or a camshaft section, comprising an axially displaceable camshaft or an axially displaceable camshaft section, which or has one or more projections, and such an actuating element.
  • Camshafts have a number of cams that represent eccentric portions on the camshaft.
  • the cams can either be fixedly arranged on the camshaft or on camshaft sections which can be applied in a rotationally fixed but axially displaceable manner to a cylindrical shaft. With the cams adjacent axially displaceable components can be moved by turning the camshaft at regular intervals.
  • a prominent application of the camshafts is thereby the opening and closing of valves in an internal combustion engine.
  • it is possible to change the engine characteristics for example, from a comfort-oriented to a sporty characteristic, which, inter alia, by changing the valve lift caused by the Shape of the cam is determined, is implemented.
  • different engine speeds require variable valve lifts to optimize torque and fuel consumption.
  • a second section is a second cam, which is smaller in comparison to the first cam and has a different geometry, and thus the valve when turning the camshaft with a second lift curve compared to the first lift curve less far and for a shorter time with a other speed profile opens.
  • a valve which cooperates with the first section is not actuated at all during rotation of the camshaft, which is the case, for example, when the cylinder is switched off.
  • the in FIG. 1 shown camshaft portion each has two of these sections, so that two of these camshaft sections must be provided for a four-cylinder internal combustion engine.
  • the actuators Since the plungers of the actuators have to be moved back and forth coordinated with each other, the actuators are constructed relatively complicated.
  • the grooves must be milled into the camshaft, which is therefore particularly associated with a considerable manufacturing effort, since a separate groove is provided for each plunger, which also each have their own cross-section.
  • the camshaft is weakened in the area in which the grooves are arranged, which increases the likelihood of breakage in this area. This probability is increased by voltage spikes caused by the grooves.
  • the axial displacement of the camshaft or the camshaft section takes place in the following manner:
  • the actuator is moved to the first position, in which the projection cooperates with the actuating element.
  • the camshaft is rotated by a certain amount, for example, 90 °, wherein the projection moves along the guide portion so that the shape of the guide portion dictates the amount and motion profile of the axial displacement of the camshaft or camshaft portion along the camshaft axis.
  • the actuator is moved to the second position and the camshaft can be used as intended.
  • the guide section comprises one or more guide surfaces of the actuating element, which are inclined at least in sections with respect to a center plane of the actuating element.
  • the median plane should be such that it divides the actuator into two substantially equal halves.
  • the guide surfaces are the outer surfaces of the actuating element, which limit the actuating element to the outside. The guide surfaces thus enclose an angle with the median plane.
  • the guide portion comprises a first guide surface and a second guide surface, wherein the first guide surface and the second guide surface are inclined in opposite directions with respect to the center plane.
  • a first projection with the first guide surface together whereby the camshaft or the camshaft portion is axially displaced in the first direction.
  • a second projection cooperates with the second guide surface, whereby the camshaft or the camshaft portion is axially displaced in the opposite direction.
  • the two projections can be arranged axially spaced on the camshaft. Between the two adjustment steps, the adjusting element is moved to the second position.
  • the first guide groove and the second guide groove intersect.
  • the camshaft can be displaced axially by turning in the same direction with a projection both one and in the opposite direction.
  • the two guide grooves can be designed so that the projection is axially positioned after passing through the first guide groove, that it then engages in the second guide groove, without the actuator must be axially displaced or a second projection must be provided.
  • a very compact actuator can be provided, which allows the displacement of the camshaft or the camshaft portion in both directions with only one projection, without the actuator must be arranged axially displaceable. Consequently, a very cost-effective and mechanically simple camshaft displacement can be realized.
  • the first guide groove has a first cross section and the second guide groove has a second cross section which differs from the first cross section.
  • This embodiment is particularly suitable when a plurality of first guide grooves and a plurality of second guide grooves are provided.
  • the actuator can be moved a little further to the camshaft, for example, during axial advancement of the camshaft or the camshaft portion, so that the projection of the deeper groove is clearly guided even at crossing points.
  • the actuator is moved slightly less far to the camshaft, so that the projection is guided only by the less deep groove and does not intervene in the deeper groove at the intersection. Consequently, then there are several first positions in which the projection can interact only with a specific groove. Alternatively, multiple protrusions of different sizes may be used.
  • the tubular curved section sweeps over a first angle of about 70 ° to about 110 ° or a second angle of about 160 ° to about 200 ° relative to a center plane of the actuating element.
  • the tubular arched portion covers an angle of 90 ° or 180 °, it can be manufactured particularly easy to manufacture.
  • the actuator can be mounted with a arranged on the bisecting the first or second angle bearing portion. In this case, a rocker-like mounting of the actuating element is realized.
  • the tubular arched portion is then divided by the storage portion into first and second subsections. In this case, the actuator can be moved not only between the first and the second, but between the second and a third position. In the first position, the projection can engage in the first subsection and in the third position in the second subsection.
  • the actuator can be mounted so that when failure of a moving means with which the actuator is moved, it is ensured that the camshaft or the camshaft portion remain in a usable position or is reset in this. As a result, the internal combustion engine can continue to be operated and the camshaft or the camshaft section can be automatically returned to an uncritical position even if the movement device fails. This is particularly important in a cylinder deactivation, so that it is prevented that all cylinders can be switched off in case of failure of the moving device.
  • the engine will not be damaged and the vehicle will continue to function albeit limited, allowing the driver to visit the service unaided. The reliability is thereby increased.
  • the actuating element has an actuating portion which cooperates with an actuator for moving the actuating element between the first position and the second position.
  • the actuator can move the actuating element between the first and the second position solely by pressing and / or pulling the operating section by utilizing the lever ratios with a very small adjusting force.
  • a special embodiment of the actuating portion is not necessary.
  • the actuator can be constructed very simply.
  • the device according to the invention design the axial adjustment of a camshaft or of a camshaft section in a particularly simple manner, in particular, because the camshaft does not have to be provided with difficult to be produced guide grooves, which also weaken the camshaft at this point. Rather, it is sufficient to provide the camshaft or the camshaft section with a projection or to use a projection already present on the camshaft or the camshaft section, namely one of the cams, for the axial displacement of the camshaft.
  • the projection may have any shape and may, for example, also angled contours, which are comparable to a finger follower include.
  • the guide portion comprises one or more guide surfaces of the actuator, which are at least partially inclined with respect to a center plane of the actuator and the actuator is arranged with respect to the camshaft so that the center plane is substantially parallel to a plane perpendicular to a camshaft axis extending camshaft plane ,
  • the guide surfaces include a certain angle with respect to a camshaft plane extending perpendicular to the camshaft axis, so that a force acting parallel to the camshaft axis is exerted on the projection when the camshaft is rotated and the actuator is in the first position , By this axially acting force, the camshaft or the camshaft portion is moved along the camshaft axis.
  • the guide section preferably has one or more guide grooves which are inclined at least in sections relative to a center plane, wherein the actuating element is arranged with respect to the camshaft such that the midplane extends substantially parallel to a camshaft plane extending perpendicular to a camshaft axis. This also ensures that when rotating the camshaft, an axial force exerted by the guide grooves on the projection is, whereby the camshaft or the camshaft portion is axially displaced.
  • the device may comprise an actuator which cooperates with an actuating portion of the actuating element for moving the actuating element between the first position and the second position.
  • an actuator it is possible to move the actuator in the desired manner between the first and the second position.
  • the actuator can be integrated into a control and regulating circuit of an internal combustion engine so that the camshaft or the camshaft section can be displaced axially in one direction or the other due to a specific event.
  • the projection or projections are formed by cams of the camshaft or by the camshaft section.
  • the camshaft or not at all made to be able to be axially displaced with the device according to the invention, since the cams themselves can interact with the actuator so that an axial adjustment of the camshaft or camshaft section is possible.
  • An additional manufacturing effort on the camshaft or on the camshaft section is not necessary. consequently can the camshaft produce particularly favorable, without having to give up the axial displacement.
  • the projection is designed as a pin mounted in the camshaft or in the camshaft section.
  • the cams themselves form the projection
  • an additional manufacturing effort is necessary to secure the pin in the camshaft or in the camshaft section, but clearly compared to the known in the art, axially displaceable camshaft is lower, since the camshafts according to the invention need not be provided with a complicated groove.
  • the manufacturing effort for attaching the pin in the camshaft or in the camshaft section is comparatively small.
  • a bolt or a pin can be used as an alternative to the pin.
  • the pin can be formed by the main body of the camshaft or the camshaft section, so that it does not represent a separate component.
  • the abrasion can interfere with the operation of the Camshaft and the device according to the invention affect. If, however, the pin is rotatably mounted, the pin is rubbed off evenly, so that no flattening arise. Furthermore, the abrasion can be reduced by the fact that the pin does not slide along the guide portion, but rolls on the guide portion. The rolling can be promoted by roughening the contact areas between the pin and the guide portion.
  • first cam 20 actuates an unillustrated valve of an internal combustion engine, also not shown, with a first lift curve
  • second cam 22 actuates the valve with a second lift curve, whereby the valve is opened less widely and for a shorter time than with the first lift curve.
  • the internal combustion engine can be operated with different characteristics, for example in a comfort-oriented or a sporty mode.
  • the camshaft portion 10 In order to operate the engine in the various modes or to completely shut off a cylinder, the camshaft portion 10 must be along the camshaft axis A N are axially displaced, so that the valve with one of the three sections 18 1 to 18 3 on the lateral surface 14 of the camshaft portion 10 can cooperate.
  • FIG. 2 a first embodiment of an actuating element according to the invention 24 1 is shown with reference to a perspective view.
  • the adjusting element 24 1 according to the invention has a tubular curved section 26 and a storage section 28.
  • the storage section 28 is designed approximately hollow cylindrical, so that the adjusting element 24 1 can be rotatably supported about a rotational axis A D.
  • the bearing can also be designed so that the actuator 24 1 along the axis of rotation A D is displaced, but this is not required.
  • the tubular curved section 26 is subdivided into two substantially equal halves from a central plane E, which runs essentially perpendicular to the axis of rotation A D.
  • positioning element 24 1 the present invention has a number of guide portions 30 which are formed in the illustrated example of guide surfaces 32 and guide grooves 34th
  • the actuating element 24 1 has a first guide surface 32 1 and a second guide surface 32 2 , which at the same time constitute the left and right outer surfaces of the tubular curved section 26 of the actuating element 24 1 relative to the center plane E.
  • the first and the second guide surface 32 1 , 32 2 are inclined with respect to the center plane E by a certain angle, wherein the distance between the two guide surfaces 32 1 , 32 2 increases with increasing distance from the axis of rotation A D. Consequently, the tubular curved portion 26 has a trapezoidal shape in its development.
  • first guide grooves 34 1 and two second guide grooves 34 2 which are respectively parallel to each other and also inclined with respect to the center plane E. But it is just as possible, the two first guide grooves 34 1 do not run parallel to each other, which may also apply to the second guide grooves 34 2 .
  • the first guide surface 32 1 extend parallel to the first guide grooves 34 1 and the second guide surface 32 2 parallel to the second guide grooves 34 2 , where also other courses are conceivable. It is also possible to provide more than two first guide grooves 34 1 and two second guide grooves 34 2 .
  • the first guide grooves 34 1 and the second guide grooves 34 2 are oppositely inclined with respect to each other, so that some of the guide grooves 34 intersect within the tubular arched portion 26.
  • the two first guide grooves 34 1 have a first cross section Q 1 and the two second guide grooves 34 2 have a second cross section Q 2 , wherein the second cross section Q 2 is wider than the first cross section Q 1 .
  • both the first and the second guide grooves 34 1 , 34 2 have a substantially rectangular cross-section.
  • FIG. 3 a first embodiment of a device according to the invention 36 1 is shown with reference to a perspective view.
  • the device 36 1 comprises an axially displaceable along the camshaft axis A N camshaft portion 10 and the in FIG. 2 shown actuator 24 1 .
  • the camshaft portion 10 is substantially identical to that in the FIG. 1 is shown, however, has two projections 38 which are arranged in one of the disk-shaped sections 16.
  • the two projections 38 are realized as a first pin 40 and a second pin 42 which are radially projecting to a certain extent on the disc-shaped portion 16 and, for example, as hardened pins 40, 42 are formed.
  • the two pins 40, 42 are pressed into the camshaft section 10 and aligned with each other.
  • FIG. 3 is clearly visible that the tubular curved portion 26 sweeps over a lying in the center plane E angle of about 90 °. Furthermore, it can be seen that the axis of rotation A D , about which the adjusting element 24 1 is rotatably mounted, and the camshaft axis A N are parallel. In addition, a comparison of the Figures 2 and 3 in that the adjusting element 24 1 is arranged with respect to the camshaft section 10 such that the median plane E runs parallel to a plane perpendicular to the camshaft axis A N.
  • the adjusting element 24 1 can be mounted, for example, on the cylinder head or on the valve train of the internal combustion engine or on the engine cover.
  • the actuator 24 1 is moved with a plunger 44 of an actuator 45 shown only greatly simplified between a first position and a second position.
  • the actuator may comprise an electromagnet, wherein only one plunger 44 is sufficient to realize more complicated Verstellab réelle the camshaft section 10.
  • the first position should be defined so that at least one of the pins 40, 42 cooperates with the actuator 24 1
  • the second position should be defined so that none of the pins 40, 42 cooperates with the actuator 24 1 .
  • the first position may change during the displacement of the camshaft section 10.
  • the plunger acts 44 with an actuating portion 46 together, which has a recess 48 in the present example, in which the plunger 44 engages.
  • one of the pins 40, 42 slides along one of the guide surfaces 32 or one of the guide grooves 34, thereby selecting a force acting along the camshaft axis A N on the respective pin 40, 42 due to its inclination with respect to the center plane E not shown is applied, so that the camshaft portion 10 is axially displaced along the camshaft axis A N. If the camshaft portion 10 has been moved to the desired axial position, the actuator 24 1 is moved back to the second position.
  • the adjusting element 24 1 is moved up again to the camshaft section 10, wherein the inclination of the guide grooves 34 is selected so that the pin 42 engages after passing through a guide groove 34 in the next guide groove 34.
  • the pin 42 then engages the left of the first guide grooves 34 1 , so that the camshaft portion 10 is further axially displaced in the same direction that the portion 18 3 cooperates with the valve.
  • camshaft section 10 If the camshaft section 10 is to be pushed back axially, then either the first pin 40 is used by a corresponding rotation of the camshaft section 10, which protrudes a little further beyond the lateral surface 14 in comparison to the second pin 42, or the actuating element 24 1 becomes slightly further on Camshaft section 10 moved up and brought back the second pin 42 into engagement. This ensures that the pins 40, 42 are guided only by the lower second guide grooves 34 2 . A further axial displacement of the camshaft section 10 can also take place via the guide surfaces 32 1 and 32 2 .
  • the actuator 24 1 can be pulled by the plunger 44 in the second position or a spring mechanism can be provided, which biases the actuator 24 in the first or second position, so that the plunger 44 has to apply only one-directional force, causing the Actuator 45 can be very simple.
  • the actuator may also include a bistable solenoid.
  • the two camshaft sections 10 1 , 10 2 are moved axially with the same actuator 24 2 .
  • the axial displacement of the camshaft sections 10 1 , 10 2 along the camshaft axis A N is done in the manner described above.
  • FIG. 5 a third embodiment of the actuator 24 according to the invention 24 3 is shown with reference to a perspective view.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the inventive device 36 3 with the in FIG. 5 shown actuator 24 3 , which cooperates with a camshaft portion 10.
  • the camshaft section 10 has two pins 40, 42 which are in FIG. 6 are not recognizable and contrary to the in FIG. 3 embodiment shown are not aligned.
  • the actuator 24 3 is in the second position when the first subsection 50 and the second subsection 52 have the same distance to the camshaft section 10, so that the actuator 24 3 with none of the two pins 40, 42 cooperates.
  • the actuator 45 pulls the plunger 44 towards itself, the actuator 243 is rotated in a first direction about the axis of rotation A D and the first subsection 50 of the tubular arched portion 26 cooperates with the in FIG. 6 rear pin 40 together.
  • a magnet may be formed pressing, which rotates the pin in a cam. The pin then rotates in the direction of track 26 and 50 and should not be engaged. The magnet is pressed. The half shell with Adjustment track is not engaged. If the adjustment pin passes through the axis of rotation 28, it can be inserted into the corresponding track on the second quarter shell and displaces the cam, for example, to the left. If the actuator is not actuated when meshing on the first half-shell in tracks 26 and 50, it is for example pushed to the right. Analogously, this happens with pulling variants.

Landscapes

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stellelement zum axialen Verschieben einer verschiebbar gelagerten Nockenwelle oder eines auf einer Welle entlang der Nockenwellenachse verschiebbar gelagerten Nockenwellenabschnitts. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum axialen Verschieben einer Nockenwelle oder eines Nockenwellenabschnitts, umfassend eine axial verschiebbare Nockenwelle oder eines axial verschiebbaren Nockenwellenabschnitts, die oder der einen oder mehrere Vorsprünge aufweist, und ein derartiges Stellelement.The present invention relates to an actuating element for axially displacing a displaceably mounted camshaft or a camshaft section displaceably mounted on a shaft along the camshaft axis. Furthermore, the invention relates to a device for axially displacing a camshaft or a camshaft section, comprising an axially displaceable camshaft or an axially displaceable camshaft section, which or has one or more projections, and such an actuating element.

Nockenwellen weisen eine Anzahl von Nocken auf, die exzentrische Abschnitte auf der Nockenwelle darstellen. Die Nocken können entweder fest auf der Nockenwelle oder auf Nockenwellenabschnitten angeordnet sein, die drehfest aber axial verschiebbar auf eine zylindrische Welle aufbracht werden können. Mit den Nocken können angrenzend angeordnete, axial verschiebbare Bauteile durch Drehen der Nockenwelle in regelmäßigen Abständen verschoben werden. Eine hervorzuheben Anwendung der Nockenwellen stellt dabei das Öffnen und Schließen von Ventilen in einem Verbrennungsmotor dar. In modernen Verbrennungsmotoren ist es möglich, die Motorcharakteristik beispielsweise von einer komfortbetonten zu einer sportlichen Charakteristik zu verändern, was unter anderem durch die Veränderung des Ventilhubs, der durch die Form der Nocken bestimmt wird, umgesetzt wird. Zudem erfordern unterschiedliche Motordrehzahlen variable Ventilhübe, um das Drehmoment und den Kraftstoffverbrauch zu optimieren. Andere Verbrennungsmotoren weisen eine Zylinderabschaltung auf, bei denen einige der Zylinder zum Einsparen von Kraftstoff abgeschaltet werden können. In diesem Fall müssen die Ventile der abgeschalteten Zylinder gar nicht mehr geöffnet werden. Auch hier ist es vorteilhaft, nicht nur einzelne Zylinder abzuschalten, sondern auch variable Ventilhübe aus den oben genannten Gründen zu ermöglichen. Derartige Verbrennungsmotoren erfordern Nockenwellen, die Nocken mit unterschiedlicher Größe und Form aufweisen. Ein Nockenwellenabschnitt für eine derartige Nockenwelle ist in Figur 1 gezeigt, dessen Mantelfläche in drei Abschnitte unterteilt werden kann. In einem ersten Abschnitt befindet sich ein erster Nocken, der ein Ventil eines Verbrennungsmotors mit einer ersten Hubkurve öffnet. In einem zweiten Abschnitt befindet sich ein zweiter Nocken, der im Vergleich zum ersten Nocken kleiner ist und eine andere Geometrie aufweist, und somit das Ventil beim Drehen der Nockenwelle mit einer zweiten Hubkurve im Vergleich zur ersten Hubkurve weniger weit und für eine kürzere Zeit mit einem anderen Geschwindigkeitsprofil öffnet. In einem dritten Abschnitt befindet sich überhaupt kein Nocken, so dass ein Ventil, welches mit dem ersten Abschnitt zusammenwirkt, beim Drehen der Nockenwelle überhaupt nicht betätigt wird, was beispielsweise bei einem abgeschalteten Zylinder der Fall ist. Der in Figur 1 gezeigte Nockenwellenabschnitt weist jeweils zwei dieser Abschnitte auf, so dass für einen Vierzylinder-Verbrennungsmotor zwei dieser Nockenwellenabschnitte vorgesehen werden müssen.Camshafts have a number of cams that represent eccentric portions on the camshaft. The cams can either be fixedly arranged on the camshaft or on camshaft sections which can be applied in a rotationally fixed but axially displaceable manner to a cylindrical shaft. With the cams adjacent axially displaceable components can be moved by turning the camshaft at regular intervals. A prominent application of the camshafts is thereby the opening and closing of valves in an internal combustion engine. In modern internal combustion engines, it is possible to change the engine characteristics, for example, from a comfort-oriented to a sporty characteristic, which, inter alia, by changing the valve lift caused by the Shape of the cam is determined, is implemented. In addition, different engine speeds require variable valve lifts to optimize torque and fuel consumption. Other internal combustion engines have a cylinder deactivation in which some of the cylinders may be shut down to save fuel. In this case, the valves of the deactivated cylinders need not be opened at all. Again, it is advantageous not only disable individual cylinders, but also variable valve lifts for the reasons mentioned above. Such internal combustion engines require camshafts having cams of different size and shape. A camshaft portion for such a camshaft is in FIG. 1 shown whose lateral surface can be divided into three sections. In a first section is a first cam, which opens a valve of an internal combustion engine with a first lift curve. In a second section is a second cam, which is smaller in comparison to the first cam and has a different geometry, and thus the valve when turning the camshaft with a second lift curve compared to the first lift curve less far and for a shorter time with a other speed profile opens. There is no cam at all in a third section, so that a valve which cooperates with the first section is not actuated at all during rotation of the camshaft, which is the case, for example, when the cylinder is switched off. The in FIG. 1 shown camshaft portion each has two of these sections, so that two of these camshaft sections must be provided for a four-cylinder internal combustion engine.

Um jedoch das Ventil mit den unterschiedlichen Hubkurven öffnen und schließen zu können, muss die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt axial verschoben werden, um die jeweils die entsprechenden Nocken mit dem Ventil zusammenwirken zu lassen. Bei bekannten Lösungen, die beispielsweise in der DE 10 2007 307 232 A1 , der EP 2 158 596 B1 und der DE 10 2013 102 241 A1 beschrieben sind, weisen die Nockenwellen verschiedene Nuten auf, in welche ein Aktuator mit einer unterschiedlichen Anzahl von Stößeln eingreift. Die Nuten stellen dabei einen Führungsabschnitt dar und bilden zusammen mit den eingreifenden Stößeln eine Kulissenführung zur axialen Verstellung der Nockenwelle, welche hierzu um ein bestimmtes Maß gedreht werden muss. Weitere Stellelemente zum axialen Verschieben einer entlang einer Nockenwellenachse verschiebbar gelagerten Nockenwelle sind in der DE 10 2007 010 152 A1 , der DE 10 2007 010 151 A1 und der DE 10 2011 054 218 A1 beschrieben.However, in order to open and close the valve with the different lift curves, the camshaft or the camshaft section must be moved axially to allow each of the corresponding cam to interact with the valve. In known solutions, for example, in the DE 10 2007 307 232 A1 , of the EP 2 158 596 B1 and the DE 10 2013 102 241 A1 are described, the camshafts on different grooves, in which engages an actuator with a different number of plungers. The grooves are doing a guide portion and together with the engaging rams form a slotted guide for the axial adjustment of the camshaft, which must be rotated by a certain amount for this purpose. Other adjusting elements for axial displacement of a along a camshaft axis slidably mounted camshaft are in the DE 10 2007 010 152 A1 , of the DE 10 2007 010 151 A1 and the DE 10 2011 054 218 A1 described.

Da die Stößel der Aktuatoren aufeinander abgestimmt vor und zurück gefahren werden müssen, sind die Aktuatoren relativ kompliziert aufgebaut. Zudem müssen die Nuten in die Nockenwelle hinein gefräst werden, was insbesondere deshalb mit einem erheblichen Fertigungsaufwand verbunden ist, da für jeden Stößel eine gesonderte Nut vorgesehen ist, die zudem jeweils einen eigenen Querschnitt aufweisen kann. Darüber hinaus wird die Nockenwelle in dem Bereich, in welchem die Nuten angeordnet sind, geschwächt, was die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs in diesem Bereich erhöht. Diese Wahrscheinlichkeit wird durch Spannungsspitzen, die durch die Nuten verursacht werden, erhöht.Since the plungers of the actuators have to be moved back and forth coordinated with each other, the actuators are constructed relatively complicated. In addition, the grooves must be milled into the camshaft, which is therefore particularly associated with a considerable manufacturing effort, since a separate groove is provided for each plunger, which also each have their own cross-section. In addition, the camshaft is weakened in the area in which the grooves are arranged, which increases the likelihood of breakage in this area. This probability is increased by voltage spikes caused by the grooves.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine Nockenwelle auf konstruktiv einfache Weise axial verschoben werden kann.Object of the present invention is therefore to provide an arrangement with which a camshaft can be moved axially in a structurally simple manner.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem Stellelement nach Anspruch 1 sowie mit einer Vorrichtung nach Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved with an actuating element according to claim 1 and with a device according to claim 10. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist das Stellelement zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar, wobei das Stellelement einen Führungsabschnitt aufweist, mit der ein oder mehrere Vorsprünge einer axial verschiebbar gelagerten Nockenwelle oder eines axial verschiebbar gelagerten Nockenwellenabschnitts in der ersten Stellung so zusammenwirken, dass die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt durch Drehen um die Nockenwellenachse axial verschiebbar ist, und der Vorsprung in der zweiten Stellung nicht mit dem Führungsabschnitt zusammenwirkt. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass das Stellelement auch in weitere Stellungen gebracht werden kann. Entscheidend ist nur, dass zumindest in einer Stellung die Vorsprünge mit dem Stellelement zusammenwirken können und in einer anderen Stellung kein Zusammenwirken möglich ist. Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Führungsabschnitte nicht auf der Nockenwelle selbst, wie es im Stand der Technik der Fall ist, sondern auf dem Stellelement angeordnet sind. Das Stellelement kann so gestaltet werden, dass auch Führungsabschnitte mit einer komplizierteren Geometrie relativ einfach gefertigt werden können. Die Nockenwelle selbst braucht nicht mehr mit Nuten oder dergleichen versehen zu werden, sondern es genügt, einen Vorsprung vorzusehen, der mit dem Führungsabschnitt des Stellelements zusammenwirkt, wenn sich dies in der ersten Stellung befindet. Hierdurch wird die Fertigung der Nockenwelle deutlich vereinfacht, so dass sich eine axiale Verschiebung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts auf besonders kostengünstige Weise realisieren lässt. Zudem wird die Nockenwelle nicht durch Nuten geschwächt, so dass sie insgesamt stabiler ist und die Wahrscheinlichkeit, dass die Nockenwelle bricht, reduziert wird.According to the invention, the adjusting element is movable between a first position and a second position, wherein the actuating element has a guide portion, cooperate with the one or more projections of an axially displaceably mounted camshaft or an axially displaceably mounted camshaft portion in the first position so that the camshaft or the Camshaft portion is axially displaceable by rotating about the camshaft axis, and the projection in the second position does not cooperate with the guide portion. It is not excluded that the actuator can also be placed in other positions. The decisive factor is that at least in one position the projections can interact with the actuator and in another position no interaction is possible. An essential aspect of the present invention is that the guide portions are not arranged on the camshaft itself, as is the case in the prior art, but on the actuator. The actuator can be designed so that even guide sections with a more complicated geometry can be made relatively easy. The camshaft itself need not be provided with grooves or the like, but it is sufficient to provide a projection which cooperates with the guide portion of the actuating element when this is in the first position. As a result, the production of the camshaft is significantly simplified, so that an axial displacement of the camshaft or the camshaft section can be realized in a particularly cost-effective manner. In addition, the camshaft is not weakened by grooves, so that it is more stable overall and the likelihood that the camshaft breaks, is reduced.

Die axiale Verschiebung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts geschieht auf folgende Weise: Das Stellelement wird in die erste Stellung bewegt, in welcher der Vorsprung mit dem Stellelement zusammenwirkt. Anschließend wird die Nockenwelle um ein bestimmtes Maß gedreht, beispielsweise 90°, wobei sich der Vorsprung entlang des Führungsabschnitts bewegt, so dass die Form des Führungsabschnitts das Maß und das Bewegungsprofil der axialen Verschiebung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts entlang der Nockenwellenachse vorgibt. Anschließend wird das Stellelement in die zweite Stellung bewegt und die Nockenwelle kann wieder bestimmungsgemäß verwendet werden.The axial displacement of the camshaft or the camshaft section takes place in the following manner: The actuator is moved to the first position, in which the projection cooperates with the actuating element. Subsequently, the camshaft is rotated by a certain amount, for example, 90 °, wherein the projection moves along the guide portion so that the shape of the guide portion dictates the amount and motion profile of the axial displacement of the camshaft or camshaft portion along the camshaft axis. Subsequently, the actuator is moved to the second position and the camshaft can be used as intended.

Erfindungsgemäß umfasst der Führungsabschnitt eine oder mehrere Führungsflächen des Stellelements, die in Bezug auf eine Mittelebene des Stellelements zumindest abschnittsweise geneigt sind. Die Mittelebene soll dabei so verlaufen, dass sie das Stellelement in zwei im Wesentlichen gleich große Hälften aufteilt. Erfindungsgemäß sind die Führungsflächen die Außenflächen des Stellelements, welche das Stellelement nach außen hin begrenzen. Die Führungsflächen schließen folglich einen Winkel mit der Mittelebene ein. Dies hat zur Folge, dass dann, wenn sich das Stellelement in der ersten Stellung befindet, beim Drehen der Nockenwelle um die Nockenwellenachse eine entlang der Nockenwellenachse gerichtete Kraft auf den Vorsprung der Nockenwelle wirkt, wodurch die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt axial verschoben wird. Um das Stellelement mit dieser Funktionalität auszurüsten, genügt nur eine Führungsfläche, die keine besonderen Eigenschaften aufweisen muss. Insbesondere ist es nicht notwendig, den Vorsprung auf den Führungsabschnitt abzustimmen, wodurch es möglich ist, das Stellelement flexibel für eine Vielzahl von axial verschiebbaren Nockenwellen oder Nockenwellenabschnitten einzusetzen. Zudem ist die Fertigung des Stellelements besonders einfach. Darüber hinaus ist es möglich, auch kompliziertere Bewegungsprofile der Nockenwelle beim axialen Verstellen zu realisieren, beispielsweise eine relativ langsame axiale Verschiebung am Anfang der Drehung der Nockenwelle um die eigene Achse, die sich im Verlauf der Drehung beschleunigt.According to the invention, the guide section comprises one or more guide surfaces of the actuating element, which are inclined at least in sections with respect to a center plane of the actuating element. The median plane should be such that it divides the actuator into two substantially equal halves. According to the invention, the guide surfaces are the outer surfaces of the actuating element, which limit the actuating element to the outside. The guide surfaces thus enclose an angle with the median plane. As a result, when the actuator is in the first position, as the camshaft rotates about the camshaft axis, a force directed along the camshaft axis acts on the projection of the camshaft, thereby axially displacing the camshaft or camshaft portion. To equip the actuator with this functionality, only one guide surface, which does not have to have any special properties, is sufficient. In particular, it is not necessary to tune the projection on the guide portion, whereby it is possible to use the actuator flexible for a plurality of axially displaceable camshaft or camshaft sections. In addition, the production of the actuating element is particularly simple. In addition, it is possible to realize even more complicated movement profiles of the camshaft during axial displacement, for example, a relatively slow axial displacement at the beginning of the rotation of the camshaft about its own axis, which accelerates in the course of rotation.

Beim erfindungsgemäßen Stellelement umfasst der Führungsabschnitt eine erste Führungsfläche und eine zweite Führungsfläche, wobei die erste Führungsfläche und die zweite Führungsfläche in Bezug auf die Mittelebene entgegengesetzt geneigt sind. In dieser Ausgestaltung ist es möglich, die Nockenwelle oder den Nockenwellenabschnitt durch Drehen in dieselbe Richtung sowohl in die eine erste Richtung als auch in die zweite, entgegengesetzte Richtung axial zu verschieben. Hierzu wirkt in einem ersten Verstellschritt ein erster Vorsprung mit der ersten Führungsfläche zusammen, wodurch die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt axial in die erste Richtung verschoben wird. Beim nächsten Verstellschritt wirkt ein zweiter Vorsprung mit der zweiten Führungsfläche zusammen, wodurch die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt axial in die entgegengesetzte Richtung verschoben wird. Die beiden Vorsprünge können dabei axial beabstandet auf der Nockenwelle angeordnet sein. Zwischen den beiden Verstellschritten wird das Verstellelement in die zweite Stellung bewegt.In the control element according to the invention, the guide portion comprises a first guide surface and a second guide surface, wherein the first guide surface and the second guide surface are inclined in opposite directions with respect to the center plane. In this embodiment, it is possible to axially displace the camshaft or the camshaft section by rotating in the same direction both in the one first direction and in the second opposite direction. This works In a first adjustment step, a first projection with the first guide surface together, whereby the camshaft or the camshaft portion is axially displaced in the first direction. In the next adjustment step, a second projection cooperates with the second guide surface, whereby the camshaft or the camshaft portion is axially displaced in the opposite direction. The two projections can be arranged axially spaced on the camshaft. Between the two adjustment steps, the adjusting element is moved to the second position.

Alternativ ist es auch möglich, das Stellelement zwischen zwei aufeinander folgenden Verstellschritten axial zu verschieben, so dass derselbe Vorsprung zum Verstellen in die eine Richtung mit der ersten Führungsfläche und zum Zurückstellen mit der zweiten Führungsfläche zusammenwirkt. In diesem Fall ist nur ein Vorsprung notwendig.Alternatively, it is also possible to displace the adjusting element axially between two successive adjusting steps, so that the same projection interacts with the first guide surface for adjustment in the one direction and with the second guide surface for returning. In this case, only one advantage is necessary.

Erfindungsgemäß weist der Führungsabschnitt eine oder mehrere Führungsnuten auf, die in Bezug zu einer Mittelebene zumindest abschnittsweise geneigt sind. Im Gegensatz zu den Führungsflächen haben die Führungsnuten den Vorteil, dass sie axiale Kräfte bezogen auf die Nockenwellenachse entlang beiden Richtungen übertragen können. Hierdurch wird eine Zwangsführung oder eine Kulissenführung realisiert. Somit ist es möglich, die Nockenwelle oder den Nockenwellenabschnitt mit einem Vorsprung, der in eine Führungsnut eingreift, durch Drehen in die eine Richtung axial vorzuschieben und durch Drehen in die entgegengesetzte Richtung axial zurückzuschieben. Zudem ist es möglich, auch kompliziertere Bewegungsprofile der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts beim axialen Verstellen zu realisieren, beispielsweise eine relativ langsame axiale Verschiebung am Anfang der Drehung der Nockenwelle um die eigene Achse, die sich im Verlauf der Drehung beschleunigt. Erfindungsgemäß weist der Führungsabschnitt eine erste Führungsnut und eine zweite Führungsnut auf, wobei die erste Führungsnut und die zweite Führungsnut in Bezug auf die Mittelebene entgegengesetzt geneigt sind. Wie schon zu den Führungsflächen erläutert, ist es hier möglich, durch Drehen der Nockenwelle in dieselbe Richtung eine axiale Verschiebung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts sowohl in die eine als auch in die andere Richtung zu erreichen. Dabei können auch zwei oder mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende erste und zweite Führungsnuten vorgesehen sein. Hierdurch ist es möglich, die Nockenwelle oder den Nockenwellenabschnitt schrittweise mit Zwischenstellungen axial vor- und anschließend wieder zurückzuschieben.According to the invention, the guide section has one or more guide grooves, which are inclined at least in sections relative to a center plane. In contrast to the guide surfaces, the guide grooves have the advantage that they can transmit axial forces relative to the camshaft axis along both directions. As a result, a forced operation or a slotted guide is realized. Thus, it is possible to axially advance the camshaft or camshaft section with a projection engaging a guide groove by rotating in one direction and axially pushing back by rotating in the opposite direction. In addition, it is possible to realize even more complicated motion profiles of the camshaft or the camshaft portion during axial displacement, for example, a relatively slow axial displacement at the beginning of the rotation of the camshaft about its own axis, which accelerates in the course of rotation. According to the invention, the guide section has a first guide groove and a second guide groove, wherein the first guide groove and the second guide groove are inclined in opposite directions with respect to the center plane. As already explained with respect to the guide surfaces, it is possible here to achieve an axial displacement of the camshaft or of the camshaft section in one direction as well as in the other direction by turning the camshaft in the same direction. In this case, two or more substantially mutually parallel first and second guide grooves may be provided. This makes it possible to advance the camshaft or the camshaft section stepwise axially with intermediate positions and then push back again.

Vorzugsweise kreuzen sich die erste Führungsnut und die zweite Führungsnut. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Nockenwelle durch Drehen in dieselbe Richtung mit einem Vorsprung axial sowohl die eine als auch in die entgegengesetzte Richtung verschoben werden kann. Die beiden Führungsnuten können dabei so gestaltet sein, dass der Vorsprung nach Durchlaufen der ersten Führungsnut axial so positioniert ist, dass er anschließend in die zweite Führungsnut eingreift, ohne dass das Stellelement axial verschoben oder ein zweiter Vorsprung vorgesehen werden muss. Hierdurch kann ein sehr kompaktes Stellelement bereitgestellt werden, welches die Verschiebung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts in beide Richtungen mit nur einem Vorsprung ermöglicht, ohne dass das Stellelement axial verschiebbar angeordnet sein muss. Folglich lässt sich eine sehr kostengünstige und mechanisch einfache Nockenwellenverschiebung realisieren.Preferably, the first guide groove and the second guide groove intersect. In this way it can be achieved that the camshaft can be displaced axially by turning in the same direction with a projection both one and in the opposite direction. The two guide grooves can be designed so that the projection is axially positioned after passing through the first guide groove, that it then engages in the second guide groove, without the actuator must be axially displaced or a second projection must be provided. In this way, a very compact actuator can be provided, which allows the displacement of the camshaft or the camshaft portion in both directions with only one projection, without the actuator must be arranged axially displaceable. Consequently, a very cost-effective and mechanically simple camshaft displacement can be realized.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die erste Führungsnut einen ersten Querschnitt und die zweite Führungsnut einen zweiten Querschnitt auf, der sich vom ersten Querschnitt unterscheidet. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere dann, wenn mehrere erste Führungsnuten und mehrere zweite Führungsnuten vorgesehen sind. Insbesondere dann, wenn die Führungsnuten unterschiedliche Tiefen aufweist, kann das Stellelement beispielsweise beim axialen Vorschieben der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts etwas weiter an die Nockenwelle herangefahren werden, so dass der Vorsprung von der tieferen Nut auch bei Kreuzungspunkten eindeutig geführt wird. Beim Zurückschieben der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts wird dann das Stellelement etwas weniger weit an die Nockenwelle herangefahren, so dass der Vorsprung nur von der weniger tiefen Nut geführt wird und auch am Kreuzungspunkt nicht in die tiefere Nut eingreift. Folglich existieren dann mehrere erste Stellungen, in denen der Vorsprung nur mit einer bestimmten Nut zusammenwirken kann. Alternativ können mehrere Vorsprünge mit unterschiedlichen Größen verwendet werden.In a preferred embodiment, the first guide groove has a first cross section and the second guide groove has a second cross section which differs from the first cross section. This embodiment is particularly suitable when a plurality of first guide grooves and a plurality of second guide grooves are provided. In particular, when the guide grooves have different depths, the actuator can be moved a little further to the camshaft, for example, during axial advancement of the camshaft or the camshaft portion, so that the projection of the deeper groove is clearly guided even at crossing points. When pushing back the camshaft or the camshaft section then the actuator is moved slightly less far to the camshaft, so that the projection is guided only by the less deep groove and does not intervene in the deeper groove at the intersection. Consequently, then there are several first positions in which the projection can interact only with a specific groove. Alternatively, multiple protrusions of different sizes may be used.

Zudem ist es möglich, dasselbe Stellelement für unterschiedliche Nockenwellen zu verwenden, die mit Vorsprüngen mit unterschiedlicher Größe versehen sind, was beispielsweise den unterschiedlichen Axialkräften geschuldet sein kann, die zum Verstellen der Nockenwelle wirken. Auch in diesem Fall wird gewährleistet, dass ein erster Vorsprung, der weiter über die Nockenwelle radial hervor steht, tatsächlich nur in der für ihn vorgesehenen Führungsnut verläuft und nicht fälschlicherweise am Kreuzungspunkt in eine andere Führungsnut springt. Ein anderer Vorsprung, der beispielsweise weniger weit über die Nockenwelle vorsteht, aber einen größeren Durchmesser als der erste Vorsprung aufweist, kann somit daran gehindert werden, in eine falsche Führungsnut einzugreifen.In addition, it is possible to use the same actuator for different camshafts, which are provided with projections of different sizes, which may be due, for example, the different axial forces acting to adjust the camshaft. In this case, too, it is ensured that a first projection, which protrudes radially beyond the camshaft, actually extends only in the guide groove provided for it and does not erroneously jump into another guide groove at the point of intersection. Another projection, for example, projecting less far beyond the camshaft but having a larger diameter than the first projection, can thus be prevented from interfering with a wrong guide groove.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Führungsnuten ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, wobei die Führungsnuten im Bereich des ersten Endes eine Anfangstiefe aufweisen und im Bereich des zweiten Endes auf null auslaufen. Mit anderen Worten soll die Tiefe der Führungsnut allmählich abnehmen. In diesem Fall wird das Stellelement vom Vorsprung selbst von der ersten Stellung in Richtung der zweiten Stellung verschoben, wenn der Vorsprung die Führungsnuten durchläuft. Hierdurch kann eine rein mechanische Rückstellung in die zweite Stellung erreicht werden. Weiterhin wird verhindert, dass der Vorsprung gegen das Nutende anschlägt und somit auf Scherung belastet wird, was zu einem Bruch des Vorsprungs führen könnte. Darüber hinaus wird hierdurch erreicht, dass der Vorsprung nicht mehr von den Führungsnuten geführt wird, wenn die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt in die gewünschte axiale Position verschoben worden ist. Es wird verhindert, dass aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten oder Fluchtungsfehlern der Vorsprung in der Nut verkantet und folglich das Stellelement nur noch mit erhöhtem Kraftaufwand in die zweite Stellung zurückgestellt werden könnte oder gar blockiert wird.It has proven to be advantageous if the guide grooves have a first end and a second end, wherein the guide grooves in the region of the first end have an initial depth and leak in the region of the second end to zero. In other words, the depth of the guide groove should be gradual lose weight. In this case, the actuator is displaced from the projection itself from the first position toward the second position when the projection passes through the guide grooves. This allows a purely mechanical return to the second position can be achieved. Furthermore, it is prevented that the projection abuts against the groove end and is thus subjected to shear, which could lead to breakage of the projection. In addition, this ensures that the projection is no longer guided by the guide grooves when the camshaft or the camshaft portion has been moved to the desired axial position. It is prevented that tilted due to manufacturing inaccuracies or misalignment of the projection in the groove and consequently the actuator could be reset only with increased force in the second position or even blocked.

In einer Weiterbildung weist das Stellelement einen Lagerungsabschnitt auf, mit dem das Stellelement zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung drehbar lagerbar ist. Zwar wäre es auch denkbar, das Stellelement mit einer rein translatorischen Bewegung zwischen der ersten und der zweiten Stellung hin und her zu bewegen, jedoch hat die drehbare Lagerung den Vorteil, dass die Lagerung einfach und der Verstellweg besonders kurz gehalten werden können. Zudem sind für das Bewegen des Stellelements in dieser Ausführungsform nur sehr geringe Verstellkräfte notwendig.In a further development, the adjusting element has a storage section, with which the adjusting element between the first position and the second position is rotatably storable. Although it would also be conceivable to move the adjusting element back and forth with a purely translatory movement between the first and the second position, the rotatable mounting has the advantage that the mounting can be kept simple and the adjustment path particularly short. In addition, only very small adjustment forces are necessary for moving the actuating element in this embodiment.

Bevorzugt weist das Stellelement einen rohrförmig gewölbten Abschnitt auf, in welchem der Führungsabschnitt angeordnet ist. Der mit dem Stellelemente zusammenwirkende Vorsprung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts bewegt sich auf einer Kreisbahn. Damit der Vorsprung mit dem Führungsabschnitt zusammen wirken kann, muss auch der Führungsabschnitt zumindest abschnittsweise dieser Kreisbahn folgen. Wird das Stellelement mit einem rohrförmig gewölbten Abschnitt versehen, so kann das Stellelement materialsparend gefertigt werden und in der ersten Stellung besonders dicht an die Nockenwelle herangeführt werden. Es wäre zwar ebenfalls möglich, ein im Wesentlichen quaderförmiges Stellelement zu verwenden, welches gewölbte Führungsnuten aufweist, was aber den Materialverbrauch deutlich ansteigen ließe. Damit das Stellelement nicht mit der Nockenwelle kollidiert, müssten in diesem Fall sehr lange Vorsprünge verwendet werden, die dann jedoch stark auf Biegung und Scherung belastet würden, was die Gefahr des Bruches des Vorsprungs erhöht. Zusätzlich kann der Vorsprung, der als Zapfen oder Stift ausgebildet sein kann, gelagert sein oder ein gelagertes Eingriffselement aufweisen, mit dem er mit dem Stellelement zusammenwirkt, um die auf den Vorsprung wirkenden Kräfte und Momente zu reduzieren. Eine derartige Ausgestaltung des Vorsprungs kann auch für das erfindungsgemäße Stellelement vorgesehen sein, ist aber in jedem Fall konstruktiv aufwendig. Wird das Stellelement mit einem rohrförmig gewölbten Abschnitt versehen, müssen die Vorsprünge aus den oben genannten Gründen nur über eine kurze Distanz radial über die Nockenwelle vorstehen, was die Gefahr eines Bruchs aufgrund von Biege-und Scherbelastungen deutlich reduziert, so dass keine zusätzlichen Maßnahmen zum Reduzieren der Belastungen erforderlich sind. Hierdurch wird der Fertigungsaufwand gering gehalten.Preferably, the actuating element has a tubular curved section, in which the guide section is arranged. The cooperating with the actuating elements projection of the camshaft or the camshaft section moves on a circular path. In order for the projection to interact with the guide section, the guide section must also follow this circular path at least in sections. Will the actuator provided with a tubular curved portion, the adjusting element can be made to save material and be brought in the first position particularly close to the camshaft. Although it would also be possible to use a substantially cuboidal actuator having curved guide grooves, but this would increase the material consumption significantly. In order for the actuator does not collide with the camshaft, very long projections would have to be used in this case, which would then be heavily loaded on bending and shear, which increases the risk of breakage of the projection. In addition, the projection, which may be formed as a pin or pin, be stored or have a bearing engagement element with which it cooperates with the actuating element in order to reduce the forces and moments acting on the projection. Such a configuration of the projection can also be provided for the adjusting element according to the invention, but is in any case structurally complex. If the actuator is provided with a tubular curved portion, the projections for the reasons mentioned above only have to protrude radially over the camshaft over a short distance, which significantly reduces the risk of breakage due to bending and shearing loads, so that no additional measures for reducing the loads are required. As a result, the production cost is kept low.

Es ist bevorzugt, wenn der rohrförmig gewölbte Abschnitt bezogen auf eine Mittelebene des Stellelements einen ersten Winkel von etwa 70° bis etwa 110° oder einen zweiten Winkel von etwa 160° bis etwa 200° überstreicht. Insbesondere dann, wenn der rohrförmig gewölbte Abschnitt einen Winkel von 90° oder von 180° überstreicht, lässt er sich fertigungstechnisch besonders einfach herstellen. Zudem ist es möglich, mehrere Stellelemente miteinander zu verbinden, beispielsweise zwei Stellelemente mit einem rohrförmig gewölbten Abschnitt, der einen Winkel von 90° überstreicht, um ein Stellelement zu erlangen, dessen rohrförmiger Bereich 180° überstreicht, so dass ein modularer Aufbau ermöglicht wird. Zudem ist es möglich, zwei sich nicht tangential berührende, beabstandete Stellelemente, die einen Winkel von 90° überstreichen, vorzusehen. Insbesondere dann, wenn der rohrförmig gewölbte Abschnitt einen Winkel von 160° bis 200° überstreicht, kann das Stellelement mit einem auf der Winkelhalbierenden des ersten oder zweiten Winkels angeordneten Lagerungsabschnitt gelagert werden. In diesem Fall wird eine wippenartige Lagerung des Stellelements realisiert. Der rohrförmig gewölbte Abschnitt wird dann vom Lagerungsabschnitt in einen ersten und einen zweiten Unterabschnitt unterteilt. In diesem Fall kann das Stellelement nicht nur zwischen der ersten und der zweiten, sondern zwischen der zweiten und einer dritten Stellung bewegt werden. In der ersten Stellung kann der Vorsprung in den ersten Unterabschnitt und in der dritten Stellung in den zweiten Unterabschnitt eingreifen. In der zweiten Stellung verläuft der rohrförmig gewölbte Abschnitt in etwa konzentrisch zur Nockenwellenachse, so dass der Vorsprung nicht mit dem Führungsabschnitt zusammenwirkt. Das Stellelement kann so gelagert werden, dass beim Ausfall einer Bewegungseinrichtung, mit welcher das Stellelement bewegt wird, sichergestellt ist, dass die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt in einer nutzbaren Position verbleiben oder in diese rückgestellt wird. Hierdurch kann der Verbrennungsmotor weiterhin betrieben werden und die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt auch bei Ausfall der Bewegungseinrichtung automatisch in eine unkritische Position zurück gestellt werden. Dies ist insbesondere bei einer Zylinderabschaltung wichtig, so dass verhindert wird, dass bei Ausfall der Bewegungseinrichtung alle Zylinder abgeschaltet werden können.It is preferred if the tubular curved section sweeps over a first angle of about 70 ° to about 110 ° or a second angle of about 160 ° to about 200 ° relative to a center plane of the actuating element. In particular, when the tubular arched portion covers an angle of 90 ° or 180 °, it can be manufactured particularly easy to manufacture. In addition, it is possible to connect a plurality of adjusting elements with each other, for example, two adjusting elements with a tubular curved portion which sweeps over an angle of 90 ° in order to obtain an actuating element whose tubular area 180 ° sweeps over, so that a modular structure is made possible. In addition, it is possible to provide two non-tangentially contacting, spaced adjusting elements, which cover an angle of 90 °. In particular, when the tubular arched portion covers an angle of 160 ° to 200 °, the actuator can be mounted with a arranged on the bisecting the first or second angle bearing portion. In this case, a rocker-like mounting of the actuating element is realized. The tubular arched portion is then divided by the storage portion into first and second subsections. In this case, the actuator can be moved not only between the first and the second, but between the second and a third position. In the first position, the projection can engage in the first subsection and in the third position in the second subsection. In the second position of the tubular curved portion extends approximately concentric with the camshaft axis, so that the projection does not cooperate with the guide portion. The actuator can be mounted so that when failure of a moving means with which the actuator is moved, it is ensured that the camshaft or the camshaft portion remain in a usable position or is reset in this. As a result, the internal combustion engine can continue to be operated and the camshaft or the camshaft section can be automatically returned to an uncritical position even if the movement device fails. This is particularly important in a cylinder deactivation, so that it is prevented that all cylinders can be switched off in case of failure of the moving device.

Der Motor nimmt keinen Schaden und das Fahrzeug hat weiterhin eine wenn auch eingeschränkte Funktion, so dass der Fahrer ohne fremde Hilfe den Service aufsuchen kann. Die Ausfallsicherheit wird hierdurch erhöht.The engine will not be damaged and the vehicle will continue to function albeit limited, allowing the driver to visit the service unaided. The reliability is thereby increased.

Vorzugsweise weist das Stellelement einen Betätigungsabschnitt auf, der mit einem Aktuator zum Bewegen des Stellelements zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zusammenwirkt. Insbesondere dann, wenn das Stellelement drehbar gelagert ist, kann der Aktuator allein durch Drücken und/oder Ziehen Am Betätigungsabschnitt unter Ausnutzung der Hebelverhältnisse mit einer sehr geringen Verstellkraft das Stellelement zwischen der ersten und der zweiten Stellung bewegen. Eine besondere Ausgestaltung des Betätigungsabschnitts ist nicht notwendig. Ferner kann der Aktuator sehr einfach aufgebaut sein.Preferably, the actuating element has an actuating portion which cooperates with an actuator for moving the actuating element between the first position and the second position. In particular, when the actuating element is rotatably mounted, the actuator can move the actuating element between the first and the second position solely by pressing and / or pulling the operating section by utilizing the lever ratios with a very small adjusting force. A special embodiment of the actuating portion is not necessary. Furthermore, the actuator can be constructed very simply.

Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Betätigungsabschnitt eine Vertiefung oder eine Durchgangsbohrung aufweist, in welche ein Stößel des Aktuators eingreift. In diesem Fall wird im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zum Verschieben einer Nockenwelle nur ein Stößel benötigt, was die Gestaltung des Aktuators deutlich vereinfacht. Wenn der Stößel beim Verstellen des Aktuators in die Vertiefung oder die Durchgangsbohrung eingreift, dient er zusätzlich noch zur Positionierung des Stellelements und kann zudem noch Kräfte aufnehmen, so dass das Stellelement zusätzlich stabilisiert wird.Furthermore, it is preferred if the actuating portion has a recess or a through hole, in which engages a plunger of the actuator. In this case, in contrast to the known from the prior art solutions for moving a camshaft only a plunger is needed, which greatly simplifies the design of the actuator. When the plunger engages when adjusting the actuator in the recess or the through hole, it also serves to position the actuator and can also absorb forces, so that the actuator is additionally stabilized.

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung zum axialen Verschieben einer Nockenwelle oder eines Nockenwellenabschnitts gelöst, welche eine axial verschiebbare Nockenwelle oder einen axial verschiebbaren Nockenwellenabschnitt, die einen oder mehrere Vorsprünge aufweist, und ein Stellelement nach einem der vorherigen Ausführungsbeispiele aufweist. Die Vorteile und technischen Effekte, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt werden, entsprechen denjenigen, die für das erfindungsgemäße Stellelement erläutert worden sind. Zusammenfassend sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist, die axiale Verstellung einer Nockenwelle oder eines Nockenwellenabschnitts insbesondere deshalb besonders einfach auszugestalten, da die Nockenwelle nicht mit schwierig zu fertigenden Führungsnuten versehen werden muss, die zudem die Nockenwelle an dieser Stelle schwächen. Es genügt vielmehr, die Nockenwelle oder den Nockenwellenabschnitt mit einem Vorsprung zu versehen oder einen bereits auf der Nockenwelle oder dem Nockenwellenabschnitt vorhandenen Vorsprung, nämlich einer der Nocken, zum axialen Verschieben der Nockenwelle zu verwenden. Der Vorsprung kann dabei eine beliebige Form aufweisen und kann beispielsweise auch abgewinkelte Konturen, die mit einem Schlepphebel vergleichbar sind, umfassen.The object is further achieved by a device for axially displacing a camshaft or a camshaft section, which has an axially displaceable camshaft or an axially displaceable camshaft section, which has one or more projections, and an actuating element according to one of the preceding embodiments. The advantages and technical effects which are achieved with the device according to the invention, correspond to those which have been explained for the adjusting element according to the invention. In summary, it should be noted at this point that it is possible with the device according to the invention to design the axial adjustment of a camshaft or of a camshaft section in a particularly simple manner, in particular, because the camshaft does not have to be provided with difficult to be produced guide grooves, which also weaken the camshaft at this point. Rather, it is sufficient to provide the camshaft or the camshaft section with a projection or to use a projection already present on the camshaft or the camshaft section, namely one of the cams, for the axial displacement of the camshaft. The projection may have any shape and may, for example, also angled contours, which are comparable to a finger follower include.

Vorzugsweise umfasst der Führungsabschnitt eine oder mehrere Führungsflächen des Stellelements, die in Bezug zu einer Mittelebene des Stellelements zumindest abschnittsweise geneigt sind und das Stellelement in Bezug auf die Nockenwelle so angeordnet ist, dass die Mittelebene im Wesentlichen parallel zu einer senkrecht zu einer Nockenwellenachse verlaufenden Nockenwellenebene verläuft. In dieser Ausgestaltung ist gewährleistet, dass die Führungsflächen bezogen auf eine senkrecht zur Nockenwellenachse verlaufenden Nockenwellenebene einen bestimmten Winkel einschließen, so dass eine parallel zur Nockenwellenachse wirkende Kraft auf den Vorsprung ausgeübt wird, wenn die Nockenwelle gedreht wird und sich das Stellelement in der ersten Stellung befindet. Durch diese axial wirkende Kraft wird die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt entlang der Nockenwellenachse verschoben.Preferably, the guide portion comprises one or more guide surfaces of the actuator, which are at least partially inclined with respect to a center plane of the actuator and the actuator is arranged with respect to the camshaft so that the center plane is substantially parallel to a plane perpendicular to a camshaft axis extending camshaft plane , In this embodiment, it is ensured that the guide surfaces include a certain angle with respect to a camshaft plane extending perpendicular to the camshaft axis, so that a force acting parallel to the camshaft axis is exerted on the projection when the camshaft is rotated and the actuator is in the first position , By this axially acting force, the camshaft or the camshaft portion is moved along the camshaft axis.

Bevorzugt weist der Führungsabschnitt eine oder mehrere Führungsnuten auf, die in Bezug zu einer Mittelebene zumindest abschnittsweise geneigt sind, wobei das Stellelement in Bezug auf die Nockenwelle so angeordnet ist, dass die Mittelebene im Wesentlichen parallel zu einer senkrecht zu einer Nockenwellenachse verlaufenden Nockenwellenebene verläuft. Auch hierdurch wird erreicht, dass beim Drehen der Nockenwelle eine axiale Kraft von den Führungsnuten auf den Vorsprung ausgeübt wird, wodurch die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt axial verschoben wird.The guide section preferably has one or more guide grooves which are inclined at least in sections relative to a center plane, wherein the actuating element is arranged with respect to the camshaft such that the midplane extends substantially parallel to a camshaft plane extending perpendicular to a camshaft axis. This also ensures that when rotating the camshaft, an axial force exerted by the guide grooves on the projection is, whereby the camshaft or the camshaft portion is axially displaced.

Vorzugsweise weist das Stellelement einen Lagerungsabschnitt auf, mit dem das Stellelement um eine Drehachse zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung drehbar lagerbar ist, wobei die Drehachse im Wesentlichen parallel zur Nockenwellenachse verläuft. Dadurch, dass die Drehachse, um welche das Stellelement drehbar gelagert ist, parallel zur Nockenwellenachse verläuft, wird gewährleistet, dass der Vorsprung mit dem gesamte Führungsabschnitt zusammenwirken kann, wenn sich das Stellelement in der ersten Stellung befindet. Zudem wird hierdurch erreicht, dass die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt auf die gewünschte Weise axial verstellt wird.Preferably, the actuating element has a bearing portion, with which the adjusting element about an axis of rotation between the first position and the second position is rotatably storable, wherein the axis of rotation is substantially parallel to the camshaft axis. Characterized in that the axis of rotation about which the adjusting element is rotatably mounted, parallel to the camshaft axis, it is ensured that the projection can cooperate with the entire guide portion when the actuator is in the first position. In addition, this ensures that the camshaft or the camshaft section is axially adjusted in the desired manner.

Weiterhin kann die Vorrichtung einen Aktuator umfassen, der mit einem Betätigungsabschnitt des Stellelements zum Bewegen des Stellelements zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zusammenwirkt. Mit einem Aktuatoren ist es möglich, das Stellelement auf die gewünschte Weise zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen. Insbesondere kann der Aktuator in einen Steuer- und Regelkreis eines Verbrennungsmotors eingebunden werden, so dass die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt aufgrund eines bestimmten Ereignisses axial in die eine oder andere Richtung verschoben werden kann.Furthermore, the device may comprise an actuator which cooperates with an actuating portion of the actuating element for moving the actuating element between the first position and the second position. With an actuator, it is possible to move the actuator in the desired manner between the first and the second position. In particular, the actuator can be integrated into a control and regulating circuit of an internal combustion engine so that the camshaft or the camshaft section can be displaced axially in one direction or the other due to a specific event.

Vorzugsweise werden der oder die Vorsprünge von Nocken der Nockenwelle oder vom Nockenwellenabschnitt gebildet. In diesem Fall muss die Nockenwelle oder überhaupt nicht besonders gefertigt werden, um mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung axial verschoben werden zu können, da die Nocken selbst so mit dem Stellelement zusammenwirken können, dass eine axiale Verstellung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts möglich ist. Ein zusätzlicher Fertigungsaufwand an der Nockenwelle oder am Nockenwellenabschnitt ist nicht notwendig. Folglich lässt sich die Nockenwelle besonders günstig herstellen, ohne auf die axiale Verschiebbarkeit verzichten zu müssen.Preferably, the projection or projections are formed by cams of the camshaft or by the camshaft section. In this case, the camshaft or not at all made to be able to be axially displaced with the device according to the invention, since the cams themselves can interact with the actuator so that an axial adjustment of the camshaft or camshaft section is possible. An additional manufacturing effort on the camshaft or on the camshaft section is not necessary. consequently can the camshaft produce particularly favorable, without having to give up the axial displacement.

In einer alternativen Ausgestaltung ist der Vorsprung als ein in der Nockenwelle oder im Nockenwellenabschnitt befestigter Stift ausgebildet. Im Gegensatz zu der Ausgestaltung, in welchem die Nocken selbst den Vorsprung bilden, ist zwar ein zusätzlicher Fertigungsaufwand notwendig, um den Stift in der Nockenwelle oder im Nockenwellenabschnitt zu befestigen, der aber im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten, axial verschiebbaren Nockenwellen deutlich geringer ist, da die Nockenwellen erfindungsgemäß nicht mit einer komplizierten Nut versehen werden müssen. Der Fertigungsaufwand zum Befestigen des Stifts in der Nockenwelle oder im Nockenwellenabschnitt ist vergleichsweise gering. Als Alternative zum Stift kann ein Bolzen oder ein Zapfen verwendet werden. Der Zapfen kann dabei vom Grundkörper der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts gebildet werden, so dass er kein separates Bauteil darstellt.In an alternative embodiment, the projection is designed as a pin mounted in the camshaft or in the camshaft section. In contrast to the embodiment in which the cams themselves form the projection, although an additional manufacturing effort is necessary to secure the pin in the camshaft or in the camshaft section, but clearly compared to the known in the art, axially displaceable camshaft is lower, since the camshafts according to the invention need not be provided with a complicated groove. The manufacturing effort for attaching the pin in the camshaft or in the camshaft section is comparatively small. As an alternative to the pin, a bolt or a pin can be used. The pin can be formed by the main body of the camshaft or the camshaft section, so that it does not represent a separate component.

Dabei kann der Stift drehbar in der Nockenwelle oder im Nockenwellenabschnitt gelagert sein. Wenn der Stift beim Drehen der Nockenwelle am Führungsabschnitt entlang bewegt wird, gleitet der Stift auf dem Führungsabschnitt und es entsteht eine Reibung zwischen dem Stift und dem Führungsabschnitt, die zu einem Abrieb des Stifts und des Führungsabschnitts führen kann. Ist der Stift nicht drehbar in der Nockenwelle oder im Nockenwellenabschnitt befestigt, entsteht der Abrieb immer im selben Bereich, so dass der Abrieb den Stift in den betreffenden Bereichen abflacht, was mit der Zeit zu einem Bruch des Stifts führen kann. Darüber hinaus wird das Maß der axialen Verstellung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts durch den Abrieb verändert, so dass das gewünschte Zusammenwirken der Nocken mit dem Ventil nicht mehr gewährleistet sein kann. Zudem kann sich der Abrieb störend auf den Betrieb der Nockenwelle und der erfindungsgemäßen Vorrichtung auswirken. Wenn hingegen der Stift drehbar gelagert ist, wird der Stift gleichmäßig abgerieben, so dass keine Abflachungen entstehen. Weiterhin kann der Abrieb dadurch verringert werden, dass der Stift nicht am Führungsabschnitt entlang gleitet, sondern auf dem Führungsabschnitt abrollt. Das Abrollen kann durch Aufrauen der Kontaktbereiche zwischen dem Stift und dem Führungsabschnitt gefördert werden.In this case, the pin can be rotatably mounted in the camshaft or in the camshaft section. As the pin is moved along the guide portion as the camshaft rotates, the pin slides on the guide portion, creating friction between the pin and the guide portion, which can result in abrasion of the pin and guide portion. If the pin is not rotatably mounted in the camshaft or in the camshaft section, the abrasion always occurs in the same area, so that the abrasion flattening the pin in the respective areas, which over time can lead to breakage of the pin. In addition, the degree of axial displacement of the camshaft or the camshaft portion is changed by the abrasion, so that the desired interaction of the cam with the valve can no longer be guaranteed. In addition, the abrasion can interfere with the operation of the Camshaft and the device according to the invention affect. If, however, the pin is rotatably mounted, the pin is rubbed off evenly, so that no flattening arise. Furthermore, the abrasion can be reduced by the fact that the pin does not slide along the guide portion, but rolls on the guide portion. The rolling can be promoted by roughening the contact areas between the pin and the guide portion.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum axialen Versschieben einer entlang einer Nockenwellenachse axial verschiebbar gelagerten Nockenwelle oder eines entlang der Nockenwellenachse verschiebbar gelagerten Nockenwellenabschnitts, wobei die Nockenwelle einen oder mehrere Vorsprünge aufweist, umfassend folgenden Schritt:

  • Bewegen eines Stellelements zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung derart, dass ein Führungsabschnitt des Stellelements in der ersten Stellung mit einem oder mehreren der Vorsprünge der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts so zusammenwirkt, dass die Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts durch Drehen um die Nockenwellenachse axial verschiebbar ist, und der Vorsprung in der zweiten Stellung nicht mit dem Führungsabschnitt zusammenwirkt.
Moreover, the invention relates to a method for axially sliding a camshaft axially displaceably mounted along a camshaft axis or a camshaft section displaceably mounted along the camshaft axis, wherein the camshaft has one or more projections, comprising the following step:
  • Moving an actuator between a first position and a second position such that a guide portion of the actuator in the first position cooperates with one or more of the projections of the camshaft or camshaft portion such that the camshaft or camshaft portion is axially displaceable by rotating about the camshaft axis , and the projection in the second position does not cooperate with the guide portion.

Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung eines Stellelements und einer Vorrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zum axialen Verschieben einer entlang einer Nockenwellenachse verschiebbar gelagerten Nockenwelle oder eines entlang der Nockenwellenachse verschiebbar gelagerten Nockenwellenabschnitts.Furthermore, the invention relates to the use of an actuating element and a device according to one of the embodiments described above for axially displacing a camshaft slidably mounted along a camshaft axis or a camshaft section displaceably mounted along the camshaft axis.

Die Vorteile und technischen Effekte, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Verwendung erzielt werden, entsprechen denjenigen, die für das erfindungsgemäße Stellelement erläutert worden sind.The advantages and technical effects achieved with the method according to the invention and the use according to the invention are, correspond to those which have been explained for the actuator according to the invention.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigen

  • Figur 1 einen Nockenwellenabschnitt nach dem Stand der Technik,
  • Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stellelements,
  • Figur 3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem in Figur 2 gezeigten Stellelement,
  • Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Stellelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stellelements, und
  • Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem in Figur 5 gezeigten Stellelement.
The present invention will be explained below in detail by means of preferred embodiments with reference to the attached drawings. Show it
  • FIG. 1 a camshaft section according to the prior art,
  • FIG. 2 a first embodiment of an actuating element according to the invention,
  • FIG. 3 a first embodiment of a device according to the invention with the in FIG. 2 shown actuator,
  • FIG. 4 A second embodiment of the device according to the invention with an actuating element according to a second embodiment,
  • FIG. 5 a third embodiment of an actuating element according to the invention, and
  • FIG. 6 a third embodiment of the device according to the invention with the in FIG. 5 shown actuator.

Figur 1 zeigt einen Nockenwellenabschnitt 10 nach dem Stand der Technik. Der hier gezeigte Nockenwellenabschnitt 10 weist einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Grundkörper 12 mit einer Mantelfläche 14 auf, der aber auch als nicht dargestellter Vollzylinder gefertigt sein kann. Wenn der Grundkörper 12 als Vollzylinder gefertigt wird, bildet er den wesentlichen Teil einer hier nicht dargestellten Nockenwelle. Alternativ kann eine um eine Nockenwellenachse AN drehbar gelagerte zylindrische Welle 15 (vgl. Figur 4) vorgesehen sein, auf welche der Nockenwellenabschnitt 10 axial entlang der Nockenwellenachse AN verschiebbar gelagert ist. In diesem Fall bilden die Welle 15 und der Nockenwellenabschnitt 10 die wesentlichen Teile einer Nockenwelle. In regelmäßigen Abständen weist der Grundkörper 12 scheibenförmige Abschnitte 16 auf, die der Verstärkung des Grundkörpers dienen und für die Lagerung des Nockenwellenabschnitts 10 verwendet werden können. FIG. 1 shows a camshaft portion 10 of the prior art. The camshaft section 10 shown here has a substantially hollow-cylindrical main body 12 with a lateral surface 14, which can also be manufactured as a solid cylinder, not shown. If the base body 12 is made as a solid cylinder, it forms the essential part of a camshaft, not shown here. Alternatively, you can a about a camshaft axis A N rotatably mounted cylindrical shaft 15 (see. FIG. 4 ), on which the camshaft section 10 is mounted axially displaceable along the camshaft axis A N. In this case, the shaft 15 and the camshaft portion 10 form the essential parts of a camshaft. At regular intervals, the main body 12 disk-shaped portions 16 which serve to reinforce the body and can be used for the storage of the camshaft portion 10.

Weiterhin sind auf der Mantelfläche 14 drei Abschnitte 18 vorhanden, nämlich ein erster Abschnitt 181, auf dem sich ein erster Nocken 20 befindet, ein zweiter Abschnitt 182, auf dem ein zweiter Nocken 22 angeordnet ist, und ein dritter Abschnitt 183, auf dem überhaupt kein Nocken angeordnet ist. Der erste Nocken 20 betätigt ein nicht dargestelltes Ventil eines ebenfalls nicht dargestellten Verbrennungsmotors mit einer ersten Hubkurve, während der zweite Nocken 22 das Ventil mit einer zweiten Hubkurve betätigt, wodurch das Ventil weniger weit und für eine kürzere Zeit geöffnet wird als mit der ersten Hubkurve. Im dritten Abschnitt 183 befindet sich überhaupt kein Nocken, so dass ein Ventil, welches mit dem dritten Abschnitt 183 zusammenwirkt, beim Drehen des Nockenwellenabschnitts 10 überhaupt nicht betätigt wird, was beispielsweise bei einem abgeschalteten Zylinder der Fall ist. Die Anzahl der Abschnitte 18 ist nur beispielhaft gewählt. Prinzipiell kann die Anzahl der Abschnitte 18 frei gewählt werden, wird aber in der Praxis durch den verfügbaren Bauraum begrenzt.Furthermore, on the lateral surface 14 there are three sections 18, namely a first section 18 1 , on which a first cam 20 is located, a second section 18 2 , on which a second cam 22 is arranged, and a third section 18 3 , on which is arranged no cam at all. The first cam 20 actuates an unillustrated valve of an internal combustion engine, also not shown, with a first lift curve, while the second cam 22 actuates the valve with a second lift curve, whereby the valve is opened less widely and for a shorter time than with the first lift curve. There is no cam at all in the third section 18 3 , so that a valve which cooperates with the third section 18 3 is not actuated at all when the camshaft section 10 is rotated, which is the case, for example, in the case of a deactivated cylinder. The number of sections 18 is chosen only as an example. In principle, the number of sections 18 can be chosen freely, but is limited in practice by the available space.

Mit den unterschiedlichen Hubkurven kann der Verbrennungsmotor mit unterschiedlichen Charakteristiken betrieben werden, beispielsweise in einem komfortbetonten oder einem sportlichen Modus. Um den Verbrennungsmotor in den verschiedenen Modi betreiben zu können oder einen Zylinder komplett abzuschalten, muss der Nockenwellenabschnitt 10 entlang der Nockenwellenachse AN axial verschoben werden, so dass das Ventil mit einem der drei Abschnitte 181 bis 183 auf der Mantelfläche 14 des Nockenwellenabschnitts 10 zusammenwirken kann.With the different lifting curves, the internal combustion engine can be operated with different characteristics, for example in a comfort-oriented or a sporty mode. In order to operate the engine in the various modes or to completely shut off a cylinder, the camshaft portion 10 must be along the camshaft axis A N are axially displaced, so that the valve with one of the three sections 18 1 to 18 3 on the lateral surface 14 of the camshaft portion 10 can cooperate.

In Figur 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stellelements 241 anhand einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Das erfindungsgemäße Stellelement 241 weist einen rohrförmig gewölbten Abschnitt 26 und einen Lagerungsabschnitt 28 auf. Der Lagerungsabschnitt 28 ist in etwa hohlzylindrisch ausgestaltet, so dass das Stellelement 241 um eine Drehachse AD drehbar gelagert werden kann. Die Lagerung kann auch so ausgestaltet sein, dass das Stellelement 241 entlang der Drehachse AD verschiebbar ist, was aber nicht erforderlich ist. Der rohrförmig gewölbte Abschnitt 26 wird von einer Mittelebene E, welche im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse AD verläuft, in zwei im Wesentlichen gleich große Hälften unterteilt. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Stellelement 241 eine Anzahl von Führungsabschnitten 30 auf, welche im dargestellten Beispiel von Führungsflächen 32 und Führungsnuten 34 gebildet werden. Konkret weist das Stellelement 241 eine erste Führungsfläche 321 und eine zweite Führungsfläche 322 auf, welche gleichzeitig die in Bezug auf die Mittelebene E linke und rechte Außenflächen des rohrförmig gewölbten Abschnitts 26 des Stellelements 241 darstellen. Die erste und die zweite Führungsfläche 321, 322 sind in Bezug auf die Mittelebene E um einen bestimmten Winkel geneigt, wobei der Abstand zwischen den beiden Führungsflächen 321, 322 mit zunehmendem Abstand von der Drehachse AD zunimmt. Folglich hat der rohrförmig gewölbte Abschnitt 26 in seiner Abwicklung eine Trapezform.In FIG. 2 a first embodiment of an actuating element according to the invention 24 1 is shown with reference to a perspective view. The adjusting element 24 1 according to the invention has a tubular curved section 26 and a storage section 28. The storage section 28 is designed approximately hollow cylindrical, so that the adjusting element 24 1 can be rotatably supported about a rotational axis A D. The bearing can also be designed so that the actuator 24 1 along the axis of rotation A D is displaced, but this is not required. The tubular curved section 26 is subdivided into two substantially equal halves from a central plane E, which runs essentially perpendicular to the axis of rotation A D. Furthermore, positioning element 24 1, the present invention has a number of guide portions 30 which are formed in the illustrated example of guide surfaces 32 and guide grooves 34th Concretely, the actuating element 24 1 has a first guide surface 32 1 and a second guide surface 32 2 , which at the same time constitute the left and right outer surfaces of the tubular curved section 26 of the actuating element 24 1 relative to the center plane E. The first and the second guide surface 32 1 , 32 2 are inclined with respect to the center plane E by a certain angle, wherein the distance between the two guide surfaces 32 1 , 32 2 increases with increasing distance from the axis of rotation A D. Consequently, the tubular curved portion 26 has a trapezoidal shape in its development.

Weiterhin sind auf der konkaven Seite des rohrförmig gewölbten Abschnitts 26 zwei erste Führungsnuten 341 und zwei zweite Führungsnuten 342 auf, welche jeweils parallel zueinander verlaufen und in Bezug auf die Mittelebene E ebenfalls geneigt sind. Es ist aber genauso gut möglich, die beiden ersten Führungsnuten 341 nicht parallel zueinander verlaufen zu lassen, was auch für die zweiten Führungsnuten 342 zutreffen kann. Im dargestellten Beispiel verlaufen die erste Führungsfläche 321 parallel zu den ersten Führungsnuten 341 und die zweite Führungsfläche 322 parallel zu den zweiten Führungsnuten 342, wobei auch hier andere Verläufe denkbar sind. Auch ist es möglich, mehr als zwei erste Führungsnuten 341 und zwei zweite Führungsnuten 342 vorzusehen.Furthermore, on the concave side of the tubular arched portion 26, two first guide grooves 34 1 and two second guide grooves 34 2 which are respectively parallel to each other and also inclined with respect to the center plane E. But it is just as possible, the two first guide grooves 34 1 do not run parallel to each other, which may also apply to the second guide grooves 34 2 . In the example shown, the first guide surface 32 1 extend parallel to the first guide grooves 34 1 and the second guide surface 32 2 parallel to the second guide grooves 34 2 , where also other courses are conceivable. It is also possible to provide more than two first guide grooves 34 1 and two second guide grooves 34 2 .

Die ersten Führungsnuten 341 und die zweiten Führungsnuten 342 sind in Bezug zueinander entgegengesetzt geneigt, so dass sich einige der Führungsnuten 34 innerhalb des rohrförmig gewölbten Abschnitts 26 kreuzen. Die beiden ersten Führungsnuten 341 weisen einen ersten Querschnitt Q1 und die beiden zweiten Führungsnuten 342 weisen einen zweiten Querschnitt Q2 auf, wobei der zweite Querschnitt Q2 breiter ist als der erste Querschnitt Q1. Im dargestellten Beispiel weisen sowohl die ersten als auch die zweiten Führungsnuten 341, 342 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die Führungsnuten 34 weisen jeweils ein erstes Ende X1 und ein zweites Ende X2 auf, wobei die ersten Führungsnuten 341 im Bereich des ersten Endes X1 eine erste Anfangstiefe T1 und die zweiten Führungsnuten 342 dort eine zweite Anfangstiefe T2 aufweisen. Die erste Anfangstiefe T1 ist geringer als die zweite Anfangstiefe T2, wobei die Tiefen der ersten und der zweiten Führungsnuten 341, 342 mit zunehmender Entfernung vom Lagerungsabschnitt 28 abnehmen und auf null auslaufen.The first guide grooves 34 1 and the second guide grooves 34 2 are oppositely inclined with respect to each other, so that some of the guide grooves 34 intersect within the tubular arched portion 26. The two first guide grooves 34 1 have a first cross section Q 1 and the two second guide grooves 34 2 have a second cross section Q 2 , wherein the second cross section Q 2 is wider than the first cross section Q 1 . In the example shown, both the first and the second guide grooves 34 1 , 34 2 have a substantially rectangular cross-section. The guide grooves 34 each have a first end X 1 and a second end X 2 , wherein the first guide grooves 34 1 in the region of the first end X 1, a first initial depth T 1 and the second guide grooves 34 2 there have a second initial depth T 2 . The first initial depth T 1 is less than the second initial depth T 2 , wherein the depths of the first and second guide grooves 34 1 , 34 2 decrease with increasing distance from the storage section 28 and leak to zero.

In Figur 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 361 anhand einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Die Vorrichtung 361 umfasst einen entlang der Nockenwellenachse AN axial verschiebbaren Nockenwellenabschnitt 10 sowie das in Figur 2 gezeigte Stellelement 241. Der Nockenwellenabschnitt 10 ist im Wesentlichen identisch zu derjenigen, die in Figur 1 dargestellt ist, weist allerdings zwei Vorsprünge 38 auf, die in einem der scheibenförmigen Abschnitte 16 angeordnet sind. Konkret sind die beiden Vorsprünge 38 als ein erster Stift 40 und ein zweiter Stift 42 realisiert, die um ein bestimmtes Maß über den scheibenförmigen Abschnitt 16 radial hervor stehen und beispielsweise als gehärtete Stifte 40, 42 ausgebildet sind. Die beiden Stifte 40, 42 sind in den Nockenwellenabschnitt 10 eingepresst und fluchten miteinander. Es ist aber nicht notwendig, dass die Stifte 40, 42 miteinander fluchten, wenn die Führungsabschnitte 30 entsprechend ausgeführt sind. In Figur 3 ist gut erkennbar, dass der rohrförmig gewölbte Abschnitt 26 einen in der Mittelebene E liegenden Winkel von etwa 90° überstreicht. Ferner ist zu erkennen, dass die Drehachse AD, um welche das Stellelement 241 drehbar gelagert ist, und die Nockenwellenachse AN parallel verlaufen. Zudem zeigt ein Vergleich der Figuren 2 und 3, dass das Stellelement 241 in Bezug auf den Nockenwellenabschnitt 10 so angeordnet ist, dass die Mittelebene E parallel zu einer senkrecht zur Nockenwellenachse AN verläuft. Das Stellelement 241 kann beispielsweise am Zylinderkopf oder am Ventiltrieb des Verbrennungsmotors oder an der Motorabdeckung gelagert sein.In FIG. 3 a first embodiment of a device according to the invention 36 1 is shown with reference to a perspective view. The device 36 1 comprises an axially displaceable along the camshaft axis A N camshaft portion 10 and the in FIG. 2 shown actuator 24 1 . The camshaft portion 10 is substantially identical to that in the FIG. 1 is shown, however, has two projections 38 which are arranged in one of the disk-shaped sections 16. Specifically, the two projections 38 are realized as a first pin 40 and a second pin 42 which are radially projecting to a certain extent on the disc-shaped portion 16 and, for example, as hardened pins 40, 42 are formed. The two pins 40, 42 are pressed into the camshaft section 10 and aligned with each other. However, it is not necessary that the pins 40, 42 are aligned with each other when the guide portions 30 are carried out accordingly. In FIG. 3 is clearly visible that the tubular curved portion 26 sweeps over a lying in the center plane E angle of about 90 °. Furthermore, it can be seen that the axis of rotation A D , about which the adjusting element 24 1 is rotatably mounted, and the camshaft axis A N are parallel. In addition, a comparison of the Figures 2 and 3 in that the adjusting element 24 1 is arranged with respect to the camshaft section 10 such that the median plane E runs parallel to a plane perpendicular to the camshaft axis A N. The adjusting element 24 1 can be mounted, for example, on the cylinder head or on the valve train of the internal combustion engine or on the engine cover.

Das Stellelement 241 wird mit einem Stößel 44 eines nur stark vereinfacht dargestellten Aktuators 45 zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegt. Der Aktuator kann dabei einen Elektromagneten umfassen, wobei nur ein Stößel 44 genügt, um auch kompliziertere Verstellabfolgen des Nockenwellenabschnitts 10 zu realisieren. Die erste Stellung soll dabei so definiert sein, dass zumindest einer der Stifte 40, 42 mit dem Stellelement 241 zusammenwirkt, wohingegen die zweite Stellung so definiert sein soll, dass keiner der Stifte 40, 42 mit dem Stellelement 241 zusammenwirkt. Die erste Stellung kann sich dabei aber während des Verschiebens des Nockenwellenabschnitts 10 verändern. Um das Stellelement 241 zwischen der ersten und der zweiten Stellung zu bewegen, wirkt der Stößel 44 mit einem Betätigungsabschnitt 46 zusammen, der im vorliegenden Beispiel eine Vertiefung 48 aufweist, in welche der Stößel 44 eingreift. Hierdurch nimmt der Stößel axial auf das Stellelement 241 wirkende Kräfte auf. Weitere, hier nicht dargestellte Lagerungen des Stellelements 241 zum Aufnehmen von axial wirkenden Kräften sind denkbar. Alternativ kann der Betätigungsabschnitt 46 eine Durchgangsbohrung aufweisen. Prinzipiell kann der Stößel 44 aber auch an jeder anderen Stelle des rohrförmig gewölbten Abschnitts 26 angreifen.The actuator 24 1 is moved with a plunger 44 of an actuator 45 shown only greatly simplified between a first position and a second position. The actuator may comprise an electromagnet, wherein only one plunger 44 is sufficient to realize more complicated Verstellabfolgen the camshaft section 10. The first position should be defined so that at least one of the pins 40, 42 cooperates with the actuator 24 1 , whereas the second position should be defined so that none of the pins 40, 42 cooperates with the actuator 24 1 . However, the first position may change during the displacement of the camshaft section 10. To move the actuator 24 1 between the first and the second position, the plunger acts 44 with an actuating portion 46 together, which has a recess 48 in the present example, in which the plunger 44 engages. As a result, the plunger axially on the actuator 24 1 acting forces. Further, not shown here bearings of the actuating element 24 1 for receiving axially acting forces are conceivable. Alternatively, the actuating portion 46 may have a through bore. In principle, however, the plunger 44 can also engage at any other point of the tubular curved section 26.

In Figur 3 befindet sich das Stellelement 241 in der zweiten Stellung, so dass keine der beiden Stifte 40, 42 mit dem Stellelement 241 zusammenwirkt. Wird der Stößel 44 vom Aktuator 45 zur Nockenwellenachse AN hin in die erste Stellung verschoben, wirkt einer der beiden Stifte 40, 42 entweder mit einer der Führungsflächen 32 oder einer der Führungsnuten 34 zusammen. In beiden Fällen durchlaufen die Stifte 40, 42 die Führungsflächen 32 oder die Führungsnuten 34 ausgehend vom Lagerungsabschnitt 28 zum Betätigungsabschnitt 45, wenn der Nockenwellenabschnitt 10 in etwa um 90° gedreht wird. Infolgedessen gleitet einer der Stifte 40, 42 an einer der Führungsflächen 32 oder einer der Führungsnuten 34 entlang, wodurch bedingt durch ihre Neigung in Bezug auf die hier nicht dargestellte Mittelebene E eine entlang der Nockenwellenachse AN wirkende Kraft auf den betreffenden Stift 40, 42 ausgewählt übt wird, so dass der Nockenwellenabschnitt 10 entlang der Nockenwellenachse AN axial verschoben wird. Ist der Nockenwellenabschnitt 10 in die gewünschte axiale Position verschoben worden, wird das Stellelement 241 wieder in die zweite Stellung bewegt.In FIG. 3 is the actuator 24 1 in the second position, so that neither of the two pins 40, 42 cooperates with the actuator 24 1 . If the plunger 44 is displaced from the actuator 45 to the camshaft axis A N toward the first position, one of the two pins 40, 42 cooperates either with one of the guide surfaces 32 or one of the guide grooves 34. In both cases, the pins 40, 42 pass through the guide surfaces 32 or the guide grooves 34 from the bearing portion 28 to the actuating portion 45 when the camshaft portion 10 is rotated approximately 90 degrees. As a result, one of the pins 40, 42 slides along one of the guide surfaces 32 or one of the guide grooves 34, thereby selecting a force acting along the camshaft axis A N on the respective pin 40, 42 due to its inclination with respect to the center plane E not shown is applied, so that the camshaft portion 10 is axially displaced along the camshaft axis A N. If the camshaft portion 10 has been moved to the desired axial position, the actuator 24 1 is moved back to the second position.

Der in Figur 1 dargestellte Nockenwellenabschnitt 10 weist drei Abschnitte 181 bis 183 auf. Wenn sich der Nockenwellenabschnitt 10 in einer axialen Position befindet, in welcher der erste Nocken 20 mit dem Ventil des Verbrennungsmotors zusammenwirkt, die Motorcharakteristik aber geändert werden soll, so wird das Stellelement 241 an den Nockenwellenabschnitt 10 herangefahren, so dass der Stift 42 in die bezogen auf Figur 2 rechte der beiden ersten Führungsnuten 341 eingreift. Hat der Stift 42 durch Drehen des Nockenwellenabschnitt 10 die rechte erste Führungsnut 341 durchlaufen, so befindet sich der Nockenwellenabschnitt 10 in einer axialen Position, in welcher der zweite Nocken 22 mit dem Ventil zusammenwirkt. Soll nun ein Zylinder abgeschaltet werden, so wird das Stellelement 241 erneut an den Nockenwellenabschnitt 10 herangefahren, wobei die Neigung der Führungsnuten 34 so gewählt ist, dass der Stift 42 nach Durchlaufen einer Führungsnut 34 in die nächste Führungsnut 34 eingreift. In diesen Fall greift der Stift 42 dann in die linke der ersten Führungsnuten 341 ein, so dass der Nockenwellenabschnitt 10 weiter in dieselbe Richtung axial verschoben wird, dass der Abschnitt 183 mit dem Ventil zusammenwirkt. Soll der Nockenwellenabschnitt 10 axial wieder zurückgeschoben werden, so wird durch eine entsprechende Drehung des Nockenwellenabschnitts 10 entweder der erste Stift 40 verwendet, der im Vergleich zum zweiten Stift 42 etwas weiter über die Mantelfläche 14 hervorsteht, oder das Stellelement 241 wird etwas weiter an den Nockenwellenabschnitt 10 herangefahren und wieder der zweite Stift 42 in Eingriff gebracht. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Stifte 40, 42 nur von den tieferen zweiten Führungsnuten 342 geführt werden. Eine weitere axiale Verschiebung des Nockenwellenabschnitts 10 kann darüber hinaus über die Führungsflächen 321 und 322 erfolgen.The in FIG. 1 shown camshaft portion 10 has three sections 18 1 to 18 3 . When the camshaft portion 10 is in an axial position in which the first cam 20 cooperates with the valve of the engine, but the engine characteristic is to be changed, so the actuator 24 1 is moved up to the camshaft portion 10, so that the pin 42 in the related to FIG. 2 right of the two first guide grooves 34 1 engages. If the pin 42 by turning the camshaft portion 10 through the right first guide groove 34 1 , so the camshaft portion 10 is in an axial position in which the second cam 22 cooperates with the valve. If now a cylinder are turned off, the adjusting element 24 1 is moved up again to the camshaft section 10, wherein the inclination of the guide grooves 34 is selected so that the pin 42 engages after passing through a guide groove 34 in the next guide groove 34. In this case, the pin 42 then engages the left of the first guide grooves 34 1 , so that the camshaft portion 10 is further axially displaced in the same direction that the portion 18 3 cooperates with the valve. If the camshaft section 10 is to be pushed back axially, then either the first pin 40 is used by a corresponding rotation of the camshaft section 10, which protrudes a little further beyond the lateral surface 14 in comparison to the second pin 42, or the actuating element 24 1 becomes slightly further on Camshaft section 10 moved up and brought back the second pin 42 into engagement. This ensures that the pins 40, 42 are guided only by the lower second guide grooves 34 2 . A further axial displacement of the camshaft section 10 can also take place via the guide surfaces 32 1 and 32 2 .

Wie oben beschrieben, laufen die Führungsnuten 34 mit zunehmendem Abstand von der Drehachse AD auf null aus. Hierdurch wird eine Radiusreduzierung der Führungsnuten 34 erreicht, was den Effekt hat, dass das Stellelement 241 vom Nockenwellenabschnitt 10 weg gedreht wird, wenn einer der Stifte 40, 42 die Führungsnuten 34 durchläuft. Die Führungsnuten 34 und die Stifte 40, 42 können dabei so ausgestaltet sein, dass sich das Stellelement 241 bereits dann in der zweiten Stellung befindet, wenn die Stifte 40, 42 die Führungsnuten 34 vollständig durchlaufen haben. Zudem kann die auf das Stellelement 241 wirkende Gewichtskraft zum Bewegen zwischen der ersten und der zweiten Stellung durch eine entsprechende Anordnung des Stellelements 242 in Bezug auf den Nockenwellenabschnitt 10 ausgenutzt werden. Alternativ kann das Stellelement 241 vom Stößel 44 in die zweite Stellung gezogen werden oder ein Federmechanismus vorgesehen sein, welcher das Stellelement 24 in die erste oder zweite Stellung vorspannt, so dass der Stößel 44 nur eine in eine Richtung gerichtete Kraft aufbringen muss, wodurch der Aktuator 45 sehr einfach aufgebaut sein kann. Alternativ kann der Aktuator auch eine bistabilen Elektromagneten umfassen.As described above, the guide grooves 34 extend to zero with increasing distance from the rotation axis A D. As a result, a radius reduction of the guide grooves 34 is achieved, which has the effect that the actuator 24 1 is rotated away from the camshaft portion 10 when one of the pins 40, 42 passes through the guide grooves 34. The guide grooves 34 and the pins 40, 42 can be designed so that the actuator 24 1 is already in the second position, when the pins 40, 42 have completely passed through the guide grooves 34. In addition, the force acting on the actuator 24 1 weight force to move between the first and the second position by a corresponding arrangement of the actuating element 24 2 with respect to the camshaft portion 10 can be exploited. Alternatively, the actuator 24 1 can be pulled by the plunger 44 in the second position or a spring mechanism can be provided, which biases the actuator 24 in the first or second position, so that the plunger 44 has to apply only one-directional force, causing the Actuator 45 can be very simple. Alternatively, the actuator may also include a bistable solenoid.

In Figur 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 362 mit einem Stellelement 242 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel anhand einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Hier ist gut erkennbar, dass ein erster und ein zweiter Nockenwellenabschnitt 101, 102 auf die auf nicht dargestellte Weise drehbar gelagerte Welle 15 aufgeschoben sind und zusammen die wesentlichen Teile einer Nockenwelle bilden. Wiederum verlaufen die Nockenwellenachse AN und die Drehachse AD parallel zueinander. Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel ist das Stellelement 242 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel etwas breiter ausgestaltet, wobei der rohrförmig gewölbte Abschnitt 26 wiederum einen Winkel von ca. 90° überstreicht. Aufgrund der Breite des Stellelements 242 können die beiden Nockenwellenabschnitte 101, 102 mit demselben Stellelement 242 axial verschoben werden. So ist es beispielsweise möglich, die mit dem ersten Nockenwellenabschnitt 101 zusammenwirkenden Zylinder abzuschalten, während die Charakteristik der mit dem zweiten Nockenwellenabschnitt 102 zusammenwirkenden Zylinder geändert wird. Dies gilt sowohl für die Einlass- als auch für die Auslassnockenwelle. Die axiale Verschiebung der Nockenwellenabschnitte 101, 102 entlang der Nockenwellenachse AN geschieht auf die oben beschriebene Weise. In Figur 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stellelements 243 anhand einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Der wesentliche Unterschied zu den anderen beiden Ausführungsbeispielen besteht darin, dass der rohrförmig gewölbte Abschnitt 26 einen ersten Unterabschnitt 50 und einen zweiten Unterabschnitt 52 aufweist, die jeweils einen Winkel von in etwa 90° überstreichen, so dass das Stellelement 243 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einen Winkel von 180° überstreicht, so dass das Stellelement 243 die Form einer Rinne oder Halbschale aufweist. Der Lagerungsabschnitt 28 befindet sich dabei in etwa in der Mitte des rohrförmig gewölbten Abschnitts 26, wo die beiden Unterabschnitte 50, 52 aneinanderstoßen.In FIG. 4 is a second embodiment of the device according to the invention 36 2 shown with an actuating element 24 2 according to a second embodiment with reference to a perspective view. Here it is readily apparent that a first and a second camshaft section 10 1 , 10 2 are pushed onto the rotatably mounted shaft 15, not shown, and together form the essential parts of a camshaft. Again, the camshaft axis A N and the axis of rotation A D are parallel to each other. Compared to the first embodiment, the adjusting element 24 2 is configured slightly wider according to the second embodiment, wherein the tubular curved portion 26 in turn covers an angle of about 90 °. Due to the width of the actuating element 24 2 , the two camshaft sections 10 1 , 10 2 are moved axially with the same actuator 24 2 . For example, it is possible to shut off the cylinder cooperating with the first camshaft section 10 1 while changing the characteristic of the cylinder cooperating with the second camshaft section 10 2 . This applies to both the intake and exhaust camshafts. The axial displacement of the camshaft sections 10 1 , 10 2 along the camshaft axis A N is done in the manner described above. In FIG. 5 a third embodiment of the actuator 24 according to the invention 24 3 is shown with reference to a perspective view. The essential difference from the other two embodiments is that the tubular curved portion 26 has a first subsection 50 and a second subsection 52, each sweeping an angle of approximately 90 °, so that the actuator 24 3 according to the third embodiment a Angle of 180 ° sweeps over, so that the actuator 24 3 has the shape of a groove or half-shell. The storage section 28 is located approximately in the middle of the tubular arched portion 26, where the two subsections 50, 52 abut one another.

Figur 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 363 mit dem in Figur 5 gezeigten Stellelement 243, welches mit einem Nockenwellenabschnitt 10 zusammen wirkt. Der Nockenwellenabschnitt 10 weistzwei Stifte 40, 42 auf, die in Figur 6 nicht erkennbar sind und im Gegensatz zu dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel nicht miteinander fluchten. Im dritten Ausführungsbeispiel befindet sich das Stellelement 243 in der zweiten Stellung, wenn der erste Unterabschnitt 50 und der zweite Unterabschnitt 52 denselben Abstand zum Nockenwellenabschnitt 10 aufweisen, so dass das Stellelement 243 mit keinem der beiden Stifte 40, 42 zusammenwirkt. Wenn der Aktuator 45 den Stößel 44 zu sich hin zieht, wird das Stellelement 243 im eine erste Richtung um die Drehachse AD gedreht und der erste Unterabschnitt 50 des rohrförmig gewölbten Abschnitts 26 wirkt mit dem in Figur 6 hinteren Stift 40 zusammen. Schiebt der Aktuator 45 den Stößel 44 von sich weg, wird das Stellelement 243 in die entgegengesetzte Richtung um die Drehachse AD gedreht, so dass der vordere Stift 42 in die Führungsnuten 34 des zweiten Unterabschnitts 52 des rohrförmig gewölbten Abschnitts 26 eingreift. Aufgrund der wippenartigen Bewegung des Stellelements 243 ist die zweite Stellung eine Zwischenstellung zwischen den Endstellungen des Stellelements 243. Die axiale Verschiebung des Nockenwellenabschnitts 10 entlang der Nockenwellenachse AN geschieht auch hier auf die oben beschriebene Weise. FIG. 6 shows a third embodiment of the inventive device 36 3 with the in FIG. 5 shown actuator 24 3 , which cooperates with a camshaft portion 10. The camshaft section 10 has two pins 40, 42 which are in FIG. 6 are not recognizable and contrary to the in FIG. 3 embodiment shown are not aligned. In the third embodiment, the actuator 24 3 is in the second position when the first subsection 50 and the second subsection 52 have the same distance to the camshaft section 10, so that the actuator 24 3 with none of the two pins 40, 42 cooperates. When the actuator 45 pulls the plunger 44 towards itself, the actuator 243 is rotated in a first direction about the axis of rotation A D and the first subsection 50 of the tubular arched portion 26 cooperates with the in FIG. 6 rear pin 40 together. As the actuator 45 pushes the plunger 44 away from itself, the actuator 243 is rotated in the opposite direction about the axis of rotation AD so that the front pin 42 engages the guide grooves 34 of the second subsection 52 of the tubular arched portion 26. by virtue of the rocker-like movement of the actuating element 24 3 , the second position is an intermediate position between the end positions of the actuating element 24 3rd The axial displacement of the camshaft portion 10 along the camshaft axis A N also happens here in the manner described above.

Eine Verschiebung ist auch auf andere Weise möglich: Je nach Ausgestaltung des Aktuators 45 kann die Nullstellung des Stößels 44 bei Nichtaktivierung des Aktuators 45 in der zweiten Stellung des Stellelements 243 liegen. Folglich muss der Aktuator 45 aktiviert werden, um das Stellelement in die eine oder andere Richtung um die Drehachse AD zu drehen. Es ist aber auch möglich, den Aktuator 45 so auszugestalten, dass bei Nichtaktivierung des Aktuators 45 das Stellelement in die erste Stellung gestellt wird, in welcher der hintere Stift 40 mit dem ersten Unterabschnitt 50 zusammenwirkt. Soll keine Zusammenwirkung stattfinden, so muss der Aktuator 45 aktiviert werden, so dass er den Stößel 44 vorschiebt. Für den Fall, dass der hintere Stift 40 mit dem ersten Unterabschnitt 50 zusammenwirkt, kann das Stellelement 243 so gedreht werden, dass der hintere Stift 40 auch im zweiten Unterabschnitt 52 mit dem Stellelement 243 zusammenwirkt. Folglich kann der hintere Stift 40 nicht nur den ersten, sondern auch den zweiten Unterabschnitt 52 durchlaufen, so dass mit nur einem Stift 40 eine sehr große axiale Verschiebung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts 10 ermöglicht werden.A shift is also possible in other ways: Depending on the configuration of the actuator 45, the zero position of the plunger 44 may be in the second position of the actuating element 24 3 when the actuator 45 is not activated. Consequently, the actuator 45 must be activated to rotate the actuator in one direction or the other about the axis of rotation A D. However, it is also possible to design the actuator 45 in such a way that, when the actuator 45 is not activated, the actuating element is set to the first position, in which the rear pin 40 interacts with the first subsection 50. If no interaction takes place, then the actuator 45 must be activated so that it advances the plunger 44. In the event that the rear pin 40 cooperates with the first subsection 50, the actuating element 24 3 can be rotated such that the rear pin 40 also interacts with the actuating element 24 3 in the second subsection 52. Consequently, the rear pin 40 can not only pass through the first, but also the second subsection 52, so that a very large axial displacement of the camshaft or the camshaft section 10 is made possible with only one pin 40.

Eine andere Möglichkeit wäre jedoch die Verstellung mittels eines Verstellzapfens vorzunehmen. Durch Drücken oder Ziehen des Aktuatorschlüssels kann eine der beiden erwähnten Viertelschalen in Eingriff gebracht werden. Beispielsweise kann bei dieser Ausführungsform ein Magnet drückend ausgebildet sein, der den Zapfen in eine Nocke dreht. Der Zapfen dreht sich dann in Richtung Spur 26 und 50 und soll nicht in Eingriff gebracht werden. Der Magnet wird drückend betätigt. Die Halbschale mit Verstellspur ist nicht im Eingriff. Durchquert der Verstellzapfen die Drehachse 28 kann er in die entsprechende Spur auf der zweiten Viertelschale eingespurt werden und verstellt die Nocke beispielsweise nach links. Wird der Aktuator beim Einspuren auf die ersten Halbschale in Spur 26 und 50 nicht betätig, so wird er beispielsweise nach rechts gedrückt. Analog geschieht dies mit ziehenden Varianten.Another possibility would be to make the adjustment by means of an adjusting pin. By pressing or pulling the actuator key, one of the two mentioned quarter shells can be brought into engagement. For example, in this embodiment, a magnet may be formed pressing, which rotates the pin in a cam. The pin then rotates in the direction of track 26 and 50 and should not be engaged. The magnet is pressed. The half shell with Adjustment track is not engaged. If the adjustment pin passes through the axis of rotation 28, it can be inserted into the corresponding track on the second quarter shell and displaces the cam, for example, to the left. If the actuator is not actuated when meshing on the first half-shell in tracks 26 and 50, it is for example pushed to the right. Analogously, this happens with pulling variants.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10, 101, 102 10, 10 1 , 10 2
Nockenwellenabschnittcamshaft portion
1212
Grundkörperbody
1414
Mantelflächelateral surface
1515
Wellewave
1616
scheibenförmiger Abschnittdisc-shaped section
181 bis 183 18 1 to 18 3
Abschnittesections
2020
erster Nockenfirst cam
2222
zweiter Nockensecond cam
24, 241 bis 243 24, 24 1 to 24 3
Stellelementactuator
2626
rohrförmig gewölbter Abschnitttubular arched section
2828
Lagerungsabschnittstorage section
3030
Führungsabschnittguide section
32, 321, 322 32, 32 1 , 32 2
Führungsflächeguide surface
34, 341, 342 34, 34 1 , 34 2
Führungsnutguide
36, 361 bis 363 36, 36 1 to 36 3
Vorrichtungcontraption
3838
Vorsprunghead Start
4040
erster Stiftfirst pen
4242
zweiter Stiftsecond pen
4444
Stößeltappet
4545
Aktuatoractuator
4646
Betätigungsabschnittactuating section
4848
Vertiefungdeepening
5050
erster Unterabschnittfirst subsection
5252
zweiter Unterabschnittsecond subsection
AD A D
Drehachseaxis of rotation
AN A N
Nockenwellenachsecamshaft axis
Ee
Mittelebenemidplane
EN E N
Nockenwellenebenecamshafts level
Q1 Q 1
erster Querschnittfirst cross-section
Q2 Q 2
zweiter Querschnittsecond cross section
TT
Anfangstiefeinitial depth
T1 T 1
erste Anfangstiefefirst initial depth
T2 T 2
zweite Anfangstiefesecond beginning depth
X1 X 1
erstes Endefirst end
X2 X 2
zweites Endesecond end

Claims (18)

  1. A positioning element for axially displacing a camshaft supported so as to be displaceable along a camshaft axis (AN) or a camshaft section (10) supported on a shaft (15) so as to be displaceable along a camshaft axis (AN), wherein
    - the positioning element (24) is movable between a first position and a second position,
    - the positioning element (24) includes a guide section (30), with which in the first position, one or more projections of a camshaft supported so as to be axially displaceable or of a camshaft section (10) supported so as to be axially displaceable cooperate in such a way that the camshaft or the camshaft section (10) is axially displaceable by rotation about the camshaft axis (AN), and
    - in the second position, the projection (38) does not cooperate with the guide section (30),
    - the guide section (30) comprises one or more guide surfaces (32) of the positioning element (24), which are inclined at least in sections in relation to a central plane (E) of the positioning element (24), wherein the guide section (30) comprises a first guide surface (321) and a second guide surface (322), wherein the first guide surface (321) und the second guide surface (322) are inclined in opposite directions in relation to the central plane (E) and are the external surfaces of the positioning element (24), which limit the positioning element towards the outside,
    characterised in that the guide section (30) has one or more guide grooves (34) that are inclined at least in sections in relation to a central plane (E), and
    the guide section (30) has a first guide groove (341) and a second guide groove (342), wherein the first guide groove (341) and the second guide groove (342) are inclined in opposite directions in relation to the central plane (E) .
  2. The positioning element as claimed in claim 1, characterised in that the first guide groove (341) and the second guide groove (342) intersect.
  3. The positioning element as claimed in claim 2, characterised in that the first guide groove (341) has a first cross section (Q1) and the second guide groove (342) has a second cross section (Q2) that differs from the first cross section (Q1).
  4. The positioning element as claimed in any one of claims 1 to 3, characterised in that the guide grooves (34) have a first end (X1) and a second end (X2), wherein the guide grooves (34) have an initial depth (T) in the region of the first end (X1) and run out to zero in the region of the second end (X2).
  5. The positioning element as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that the positioning element (24) has a support section (28), by means of which the positioning element (24) can be rotatably supported between the first position and the second position.
  6. The positioning element as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that the positioning element (24) has a section (26) that is curved in a tubular manner, in which the guide section (30) is disposed.
  7. The positioning element as claimed in claim 6, characterised in that the section (26) curved in a tubular manner sweeps a first angle of 70 to 110° or a second angle of 160 to 200° in relation to a central plane (E) of the positioning element (24).
  8. The positioning element as claimed in any one of the preceding claims, characterised in that the positioning element (24) has an actuating section (46) that cooperates with an actuator (45) for moving the positioning element (24) between the first position and the second position.
  9. The positioning element as claimed in claim 8, characterised in that the actuating section (46) includes an indent (48) or a through-bore that is engaged by a ram (44) of the actuator (45) .
  10. A device for axially displacing a camshaft or a camshaft section (10), comprising
    - an axially displaceable camshaft or an axially displaceable camshaft section (10), which has one or more projections (38), and
    - a positioning element (24) as claimed in any one of the preceding claims.
  11. The device as claimed in claim 10, characterised in that the guide section (30) comprises one or more guide surfaces (32) of the positioning element (24), which are inclined at least in sections in relation to a central plane (E) of the positioning element (24), and the positioning element (24) is disposed in relation to the camshaft or the camshaft section (10) in such a way that the central plane (E) extends substantially parallel to a camshaft plane (EN) extending perpendicularly to a camshaft axis (AN) .
  12. The device as claimed in claim 10 or 11, characterised in that the guide section (30) has one or more guide grooves (34) that are inclined at least in sections in relation to a central plane (E), and the positioning element (24) is disposed in relation to the camshaft or the camshaft section (10) in such a way that the central plane (E) extends substantially parallel to a camshaft plane (EN) extending perpendicularly to a camshaft axis (AN).
  13. The device as claimed in any one of claims 10 to 12, characterised in that the positioning element (24) has a support section (28), by means of which the positioning element (24) can be supported so as to be rotatable about a rotary axis (AD) between the first position and the second position, wherein the rotary axis (AD) extends substantially parallel to the camshaft axis (AN).
  14. The device as claimed in any one of claims 10 to 13, characterised in that the device comprises an actuator (45) that cooperates with an actuating section (46) of the actuating element (24) for moving the positioning element (24) between the first position and the second position.
  15. The device as claimed in any one of claims 10 to 14, characterised in that the one or more projections (38) are formed by cams (20, 22) of the camshaft or by the camshaft section (10).
  16. The device as claimed in any one of claims 10 to 15, characterised in that the projection (38) is formed as a pin (40, 42) that is fixed in the camshaft or in the camshaft section (10).
  17. The device as claimed in claim 16, characterised in that the pin (40, 42) is rotatably supported in the camshaft or in the camshaft section (10).
  18. A method for axially displacing a camshaft that is supported so as to be axially displaceable along a camshaft axis (AN) or a camshaft section (10) supported so as to be displaceable along the camshaft axis (AN), wherein the camshaft or the camshaft section (10) has one or more projections (38), comprising the following step:
    - moving a positioning element (24) as claimed in any one of claims 1 to 9 between a first position and a second position in such a way that in the first position, a guide section (30) of the positioning element cooperates with one or more of the projections (38) of the camshaft or of the camshaft section (10) in such a way that the camshaft or the camshaft section (10) can be axially displaceable by rotation about the camshaft axis (AN), and in the second position, the projection (38) does not cooperate with the guide section (30).
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