VENTILTRIEB FÜR EINE BRENNKRAFTMASCHINE SOWIE ENTSPRECHENDE BRENNKRAFTMASCHINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine sowie eine entsprechende Brennkraftmaschine.

[0002] Der Ventiltrieb ist für den Einsatz mit der Brennkraftmaschine ausgelegt, insbesondere ist er Bestandteil der Brennkraftmaschine. Der Ventiltrieb wird für eine Brennkraftmaschine eingesetzt, bei welcher das Arbeitsspiel von Gaswechselventilen einzelner Zylinder der Brennkraftmaschine zur Verbesserung der thermodynamischen Eigenschaften beeinflusst werden kann. Der mindestens eine Nockenträger, welcher auch als Nockenstück bezeichnet werden kann, ist drehfest und axial verschiebbar beziehungsweise verlagerbar auf der Grundnockenwelle angeordnet.

[0003] Dem Nockenträger sind üblicherweise mehrere, also zumindest zwei, Ventilbetätigungsnocken zugeordnet. Jeder dieser Ventilbetätigungsnocken weist eine Exzentrizität auf, welche der Betätigung eines der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine bei einem bestimmten Drehwinkel der Grundnockenwelle dient. Die Ventilbetätigungsnocken laufen demnach gemeinsam mit der Grundnockenwelle um, sodass das jeweilige Gaswechselventil der Brennkraftmaschine zumindest einmal pro Umdrehung der Grundnockenwelle von dem zugeordneten Ventilbetätigungsnocken beziehungsweise dessen Exzentrizität betätigt wird. Der Ventilbetätigungsnocken wirkt dabei vorzugsweise mit einem Rollenschlepphebel des Gaswechselventils zusammen, indem er mit diesem in Anlagekontakt tritt.

[0004] Vorzugsweise sind mehrere Ventilbetätigungsnocken vorgesehen, welche unterschiedlichen Nockengruppen zugeordnet sein können. Die Ventilbetätigungsnocken einer Nockengruppe unterscheiden sich nun beispielsweise hinsichtlich der Winkellage ihrer Exzentrizität und/oder der Erstreckung derselben in radialer Richtung (Höhe) und/oder in Umfangsrichtung (Länge), jeweils bezüglich einer Drehachse der Grundnockenwelle. Durch das axiale Verlagern des Nockenträgers kann dieser in wenigstens zwei Axialpositionen, beispielsweise in eine erste und eine zweite Axialposition, gebracht werden. In der ersten Axialposition wird das Gaswechselventil von einem ersten der Ventilbetätigungsnocken und in der zweiten Axialposition von einem zweiten der Ventilbetätigungsnocken betätigt, welche derselben Nockengruppe zugeordnet sind. Durch die Verlagerung des Nockenträgers können somit insbesondere der Öffnungszeitpunkt, die Öffnungsdauer und/oder der Hub des Gaswechselventils, insbesondere in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, ausgewählt und eingestellt werden.

[0005] Das Verschieben beziehungsweise Verlagern des Nockenträgers in axialer Richtung erfolgt mithilfe einer Stelleinrichtung, die die Schaltkulisse auf dem Nockenträger und den ortsfest angeordneten Aktuator, üblicherweise in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine, umfasst. Der Aktuator verfügt über einen ausfahrbaren Mitnehmer, der sich mit einer beispielsweise schrauben- oder spiralförmigen Kulissenbahn der Schaltkulisse in Eingriff bringen lässt. Die Kulissenbahn beziehungsweise die Kulissenbahnen sind an der Schaltkulisse vorgesehen, welche dem Nockenträger zugeordnet ist. Beispielsweise ist die Schaltkulisse an dem Nockenträger ausgebildet oder mit diesem zum axialen Verlagern wirkverbunden.

[0006] Die Kulissenbahnen liegen jeweils entlang eines Verlaufs einer vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise stetigen Kurvenbahn vor und weisen eine bestimmte Breite auf, welche vorzugsweise auf die Breite des Mitnehmers des Aktuators abgestimmt ist. Üblicherweise ist die Kulissenbahn geringfügig breiter als der Mitnehmer, sodass ein problemloses Durchlaufen der Kulissenbahn durch den Mitnehmer möglich ist. Die Kulissenbahnen liegen beispielsweise als Radialnuten vor, welche den Umfang der Schaltkulisse durchgreifen, also randoffen in dieser ausgebildet sind. Die Kurvenbahn liegt beispielsweise zentral in der Kulissenbahn vor und ist eine Linie im mathematischen Sinn. Diese Linie kann sich aus mehreren Linienabschnitten zusammensetzen. Wenn im Folgenden von einem Punkt der Kulissenbahn die Rede ist, so ist stets ein Punkt auf der der Kulissenbahn zugrunde liegenden Kurvenbahn gemeint.

[0007] Die Kulissenbahnen verlaufen wenigstens bereichsweise in axialer Richtung gegenläufig und münden an der Mündungsstelle ineinander ein. Die Kulissenbahnen sind teilweise voneinander beabstandet, gehen also nicht unmittelbar ineinander über. Beispielsweise sind die Kulissenbahnen im Wesentlichen Y-förmig angeordnet, wobei - in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse der Grundnockenwelle gesehen - die Kulissenbahnen ausgehend von der Mündungsstelle in eine erste Richtung voneinander beabstandet sind, ebenfalls ausgehend von der Mündungsstelle in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung jedoch in Form einer gemeinsamen Kulissenbahn verlaufen.

[0008] Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2008 024 911 A1 bekannt. Diese betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle, die eine Trägerwelle und ein darauf drehfest und axial verschiebbar angeordnetes Nockenstück umfasst, das zumindest eine Nockengruppe unmittelbar benachbarter Nocken mit unterschiedlichen Erhebungen zur variablen Betätigung eines Gaswechselventils und eine Axialkulisse mit äußeren Führungswänden zur Vorgabe zweier sich kreuzender Kulissenbahnen aufweist, und mit einem in die Axialkulisse radial zur Nockenwelle einkuppelbaren Betätigungsstift zum Verlagern des Nockenstücks in Richtung beider Kulissenbahnen. Dabei soll das Nockenstück mit einem flexiblen Führungselement versehen sein, das zur Bildung relativ zu den äußeren Führungswänden axial beweglicher innerer Führungswände der Axialkulisse dient und das nach Art einer Weiche im Kreuzungsbereich der Kulissenbahnen zwischen diesen umschaltet, sodass für den Betätigungsstift eine der Kulissenbahnen freigegeben und die andere Kulissenbahn gesperrt ist.

[0009] Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2008 054 254 A1 eine Nockenwelle für einen hubvariablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einer Trägerwelle und einem darauf drehfest und axialverschiebbar angeordneten Nockenstück, das aus einem Nockenträger und einer Hülse zusammengesetzt ist, wobei der Nockenträger eine Nockengruppe unmittelbar benachbarter Nocken mit unterschiedlichen Nockenhüben und einen Zapfen aufweist, auf dem die Hülse befestigt ist, und wobei die Hülse eine Kulisse in Form einer sich über den Umfang der Hülse erstreckenden Nut aufweist, die zur Vorgabe einer axialen Kulissenbahn für einen das Nockenstück auf der Trägerwelle verschiebenden Bestätigungsstift dient. Die Kulisse soll durch spanloses Umformen von Blechwerkstoff zu der Hülse hergestellt sein.

[0010] Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2013 111 476 A1 einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Grundnockenwelle und einem in dieser drehfest und axial verschiebbar gelagerten Nockenträger, der mindestens zwei Nocken zum alternativen Betätigen eines Ventils aufweist. Zum Verschieben des Nockenträgers ist mindestens ein Aktuator vorgesehen, dem zwei Schaltkurven zugeordnet sind. Die jeweilige Schaltkurve weist einen Einspurbereich für den Aktuator, einen Verschiebebereich zum Verschieben des Nockenträgers mittels des Aktuators und einen Auswerferbereich auf. Die beiden Schaltkurven kreuzen sich in deren Verschiebebereichen. In diesem Kreuzungsbereich ist der Aktuator außer Kontakt mit den Schaltkurven. Zusätzlich ist ein Arretiermechanismus zum Arretieren des Nockenträgers in dessen Schaltstellungen vorgesehen. Ein federbelastetes Arretierglied des Arretiermechanismus ist in einer Verschiebeposition des Nockenträgers, in der sich der Aktuator im Kreuzungsbereich der Schaltkurven befindet, derart wirksam, dass über dieses Arretierglied eine Schaltkraft zum Verschieben des Nockenträgers in diesen eingeleitet wird.

[0011] Zudem beschreibt die Druckschrift DE 10 2011 114 300 A1 einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer Grundnockenwelle, auf der drehfest und zwischen wenigstens zwei Axialpositionen axial verschiebbar wenigstens ein Ventilbetätigungsnocken aufweisender Nockenträger vorgesehen ist, wobei dem Nockenträger zum axialen Verschieben mittels eines Aktuators eine Schaltkulisse zugeordnet ist, welche an ihrem Umfang über zwei in axialer Richtung gegenläufige, sich kreuzende Kulissenbahnen verfügt, die jeweils einen Umkehrpunkt aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass die Umkehrpunkte in Umfangsrichtung versetzt zueinander vorliegen.

[0012] Aus der Druckschrift DE 10 2013 208 364 A1 ist eine Ventilhubanpassungsvorrichtung bekannt. Bei dieser weist ein Gleitblock einen ersten Vorsprung auf, der von einer radial äußeren Fläche des Gleitblocks an einer Position in einer Radialrichtung entgegen einer Drehrichtung bezüglich einer ersten geneigten Fläche nach außen vorsteht, und einen zweiten Vorsprung, der von der radial äußeren Fläche in der Radialrichtung an einer Position entgegen der Drehrichtung bezüglich einer zweiten geneigten Fläche nach außen vorsteht. Wenn eine Betätigungskomponente in der Radialrichtung durch die erste geneigte Fläche oder die zweite geneigte Fläche nach außen gedrückt wird, ist der erste Vorsprung oder der zweite Vorsprung dazu angepasst, die Betätigungskomponente in der Radialrichtung weiter nach außen zu drücken.

[0013] Weiter offenbart die Druckschrift DE 10 2007 010 149 A1 einen Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, die in einem Gehäuse der Brennkraftmaschine drehbar gelagert ist, mindestens einem drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle geführten Nockenträger, sowie Einrichtungen zum axialen Verschieben des mindestens einen Nockenträgers auf der Nockenwelle in entgegengesetzte Richtungen. Diese Einrichtungen umfassen mindestens zwei Eingriffselemente, die sich mit einer rechtsgängigen beziehungsweise linkgängigen Nut in Eingriff bringen lassen. Um eine Verkleinerung des axialen Bauraums und der Anzahl der zu montierenden Teile zu ermöglichen, sollen die rechtsgängige Nut und die linksgängige Nut unmittelbar nebeneinander angeordnet sein und ineinander übergehen beziehungsweise sich vereinigen.

[0014] Weitere Ventiltriebe sind aus den Druckschriften US 2010/0126448 A1 und DE 101 48 177 A1 bekannt.

[0015] Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welcher gegenüber dem bekannten Stand der Technik Vorteile aufweist, insbesondere einen größeren Verschiebeweg für den Aktuator beziehungsweise den Mitnehmer in axialer Richtung aufweist, gleichzeitig jedoch einfach herzustellen ist.

[0016] Dies wird erfindungsgemäß mit einem Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Ventiltrieb wenigstens eine Grundnockenwelle aufweist, auf der drehfest und zwischen wenigstens zwei Axialpositionen axial verlagerbar mindestens ein Ventilbetätigungsnocken aufweisender Nockenträger vorgesehen ist, wobei dem Nockenträger zum axialen Verlagern mittels eines Aktuators eine Schaltkulisse zugeordnet ist, welche an ihrem Umfang zwei in axialer Richtung gegenläufige, teilweise voneinander beabstandete, an einer Mündungsstelle ineinander einmündende Kulissenbahnen aufweist, wobei beide Kulissenbahnen jeweils einen Axialvorsprung in Richtung einer die jeweils andere der Kulissenbahnen in axialer Richtung begrenzende Kulissenbahnwand aufweisen. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Axialvorsprünge der Kulissenbahnen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Grundsätzlich ist also vorgesehen, dass beide Kulissenbahnen jeweils einen Axialvorsprung in Richtung einer die jeweils andere der Kulissenbahnen in axialer Richtung begrenzende Kulissenbahnwand aufweisen. Mithilfe des Axialvorsprungs wird der Verschiebeweg der wenigstens einen Kulissenbahn vergrößert. Das bedeutet, dass die Kulissenbahnwand der Kulissenbahn in axialer Richtung der die jeweils andere der Kulissenbahnen begrenzende Kulissenbahnwand vorspringt. Dies bewirkt, dass der Aktuator beziehungsweise dessen Mitnehmer durch den Axialvorsprung weiter in axialer Richtung ausgelenkt wird als dies bei bisherigen Ausführungsformen des Ventiltriebs der Fall ist.

[0017] Unter dem Axialvorsprung wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein Vorsprung verstanden, der an einer Umfangsposition bezüglich der Drehachse der Grundnockenwelle eine maximale Erstreckung in axialer Richtung aufweist und beidseitig dieser Umfangsposition mit einer Erstreckung in axialer Richtung ausgestaltet ist, die kleiner ist als die maximale Erstreckung. Der Axialvorsprung liegt insoweit beispielsweise in Form einer bauchigen Erhebung in axialer Richtung vor.
Mit einer solchen Ausgestaltung der Kulissenbahn wird eine unvollständige Verschiebung des Nockenträgers wirkungsvoll vermieden. Bei einem derartigen unvollständigen Verlagern kann es zu Kantenträgern beziehungsweise zu schräg gestellten Rollenschlepphebeln kommen, wobei die Gefahr des Umfallens beziehungsweise einer unzulässig hohen Flächenpressung besteht. Ein Grund für eine unvollständige Verschiebung kann beispielsweise erhöhte Reibung zwischen dem Nockenträger und der Grundnockenwelle, insbesondere zwischen einer Außenverzahnung der Grundnockenwelle und einer in diese eingreifende Innenverzahnung des Nockenträgers sein. Auch durch das Anliegen des Rollenschlepphebels an dem Ventilbetätigungsnocken kann erhöhte Reibung auftreten.

[0018] Die beschriebene Ausgestaltung der Kulissenbahn ist insbesondere sinnvoll, wenn dem Nockenträger beziehungsweise der Schaltkulisse eine Rastvorrichtung zugeordnet ist, die den Nockenträger in jeweils einer von mehreren Axialpositionen rastend hält. Insbesondere hält die Rastvorrichtung den Nockenträger in jeder der mehreren Axialpositionen. Beispielsweise sind wenigstens zwei, insbesondere genau zwei voneinander verschiedene Axialpositionen vorgesehen. Zum Überwinden der Rastkraft der Rastvorrichtung zum Wechseln der Axialposition muss eine bestimmte Kraft aufgebracht werden. Dies wird mit Hilfe des Aktuators erzielt. Reicht jedoch der mittels des Aktuators bewirkte Impuls nicht aus, so erreicht der Nockenträger nicht die gewünschte Axialposition, was in dem vorstehend beschriebenen unvollständigen Verlagern resultiert.

[0019] Es ist vorgesehen, dass beide Kulissenbahnen jeweils einen Axialvorsprung in Richtung der die jeweils andere der Kulissenbahnen in axialer Richtung begrenzende Kulissenbahnwand aufweist. Das Problem des unvollständigen Verlagerns wird insoweit nicht lediglich für eine der Kulissenbahnen, sondern vielmehr für beide Kulissenbahnen effektiv beseitigt. Bevorzugt weisen die Axialvorsprünge dabei dieselben Abmessungen auf, insbesondere dieselbe Axialerstreckung, insbesondere also dieselbe maximale Axialerstreckung, und/oder dieselbe Erstreckung in Umfangsrichtung.

[0020] Durch den Axialvorsprung beziehungsweise die beiden Axialvorsprünge wird jedoch die Breite der Kulissenbahnen verringert beziehungsweise bei vorgegebener Breite der Kulissenbahnen der Nockenträger verbreitert. Letzteres ist grundsätzlich aufgrund des vorgegebenen Bauraums unerwünscht. Ersteres führt dazu, dass der Ventiltrieb schwierig herzustellen ist, weil unter Umständen die Kulissenbahnen, insbesondere in demjenigen Bereich, in welchem sie die gemeinsame Kulissenbahn ausbilden, zu schmal sind, um sie mit demselben Fräswerkzeug herzustellen, welcher für die weiteren Bereiche der Kulissenbahnen verwendet wird.

[0021] Schließlich ist vorgesehen, dass die Axialvorsprünge der Kulissenbahnen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Das bedeutet vorzugsweise, dass die Umfangspositionen, an welchen die Axialvorsprünge jeweils ihre größte Erstreckung in axialer Richtung aufweisen, in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. Bei einer gegenüberliegenden Anordnung der Axialvorsprünge tritt jedoch erneut das Problem zutage, dass die Kulissenbahnen unter Umständen zu schmal für das verwendete Fräswerkzeug sind. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn die Axialvorsprünge gegeneinander versetzt angeordnet sind, also einander in Umfangsrichtung nicht gegenüberliegen.

[0022] Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Versatz der Axialvorsprünge derart gewählt ist, dass die kleinste Entfernung zwischen den Axialvorsprüngen zumindest eine Breite der Kulissenbahnen entspricht. Die kleinste Entfernung zwischen den Axialvorsprüngen ist vorzugsweise definiert als die Länge derjenigen geraden Linie, welche die Axialvorsprünge beziehungsweise diejenigen Umfangspositionen, an welchen die Axialvorsprünge ihre jeweils größte Erstreckung in axialer Richtung aufweisen, miteinander verbindet. Diese kleinste Entfernung soll wenigstens der Breite der Kulissenbahnen entsprechen, wobei die Kulissenbahnen üblicherweise dieselbe Breite aufweisen. Selbstverständlich kann die kleineste Entfernung zwischen den Axialvorsprüngen jedoch auch größer sein als die Breite der Kulissenbahnen.

[0023] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kulissenbahnen vor der Mündungsstelle separat voneinander und nach der Mündungsstelle in Form einer gemeinsamen Kulissenbahn verlaufen, wobei in der gemeinsamen Kulissenbahn eine Ausschubrampe ausgebildet ist. Auf eine derartige Ausgestaltung wurde vorstehend bereits hingewiesen. In Umfangsrichtung gesehen vor der Mündungsstelle liegen die Kulissenbahnen beabstandet voneinander vor, das bedeutet, dass die sie ausbildenden Vertiefungen an derselben Umfangsposition nicht ineinander übergehen.

[0024] An der Mündungsstelle treffen die Kulissenbahnen erstmals aufeinander beziehungsweise gehen ineinander über. In Umfangsrichtung nach der Mündungsstelle verlaufen die Kulissenbahnen gemeinsam, sodass sie die gemeinsame Kulissenbahn ausbilden. In letztere ist die Ausschubrampe vorgesehen, welche sich insbesondere durch einen in die von der Mündungsstelle abgewandte Richtung abnehmende Tiefe der Kulissenbahnen beziehungsweise eine wachsende Entfernung eines Grunds der Kulissenbahnen auszeichnet. Für ein Verlagern des Nockenträgers greift der Mitnehmer vor der Mündungsstelle in eine der Kulissenbahnen ein und durchläuft diese bis zu der Mündungsstelle. Nachfolgend durchläuft er die gemeinsame Kulissenbahn und wird durch die Ausschubrampe in radialer Richtung nach außen gedrängt, sodass er nach dem Durchlaufen der gemeinsamen Kulissenbahn vorzugsweise wieder in seiner Ausgangsposition vorliegt.

[0025] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Axialvorsprünge in der gemeinsamen Kulissenbahn vorliegen. Bevorzugt liegt zumindest diejenige Umfangsposition, an welcher der Axialvorsprung beziehungsweise die Axialvorsprünge ihre größte Erstreckung in axialer Richtung aufweisen, - in Umfangsrichtung gesehen - in der gemeinsamen Kulissenbahn oder in der Mündungsstelle.

[0026] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Axialerstreckungen der Axialvorsprünge derart gewählt sind, dass der jeweilige Axialvorsprung an der Stelle seiner maximalen axialen Erstreckung in axialer Richtung um eine Entfernung von einer Längsmittelbahn der gemeinsamen Kulissenbahn beabstandet ist, die mindestens der Hälfte der axialen Erstreckung eines Mitnehmers des Aktuators entspricht. Die Längsmittelbahn entspricht beispielsweise der vorstehend bereits erläuterten Kurvenbahn, welche stets in der Mitte der jeweiligen Kulissenbahn verläuft. Beispielsweise verläuft die Längsmittelbahn jeder Kulissenbahn in axialer Richtung mittig in der Kulissenbahn und auf deren Grund.

[0027] Vorzugsweise entspricht die Entfernung des Axialvorsprungs von der Längsmittelachse genau der Hälfte der axialen Erstreckung des Mitnehmers. Das bedeutet, dass der Mitnehmer bei dem Durchlaufen der Kulissenbahn von dem Axialvorsprung derart ausgelenkt wird, dass er nach dem Axialvorsprung - in axialer Richtung gesehen - in etwa mittig, vorzugsweise genau mittig, in der Kulissenbahn, beziehungsweise der gemeinsamen Kulissenbahn angeordnet ist. Insbesondere sind beide Axialvorsprünge beziehungsweise deren Axialerstreckungen entsprechend gewählt, sodass der Mitnehmer unabhängig davon, welche Kulissenbahn er durchläuft, in Umfangsrichtung nah dem Axialvorsprung in axialer Richtung mittig in der Kulissenbahn vorliegt.

[0028] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass Nuttiefen der Kulissenbahnen an gleichen Umfangspositionen gleich sind. Unter der Nuttiefe ist vorzugsweise der Abstand zwischen einem Grund der jeweiligen Kulissenbahn und einem Außenumfang der Schaltkulisse zu verstehen. Je geringer also die Nuttiefe ist, umso größer ist der Abstand zwischen der Drehachse der Grundnockenwelle und dem Grund der Kulissenbahn in radialer Richtung. Die gleichen Nuttiefen der Kulissenbahnen an gleichen Umfangspositionen haben den Vorteil, dass der Grund einer der Kulissenbahnen ohne Absatz in radialer Richtung in den Grund der anderen Kulissenbahn übergeht, sodass also der Grund beziehungsweise der Boden der gemeinsamen Kulissenbahn stetig beziehungsweise ohne Sprung in radialer Richtung ausgebildet ist.

[0029] Schließlich kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Nuttiefe ab einer Stelle der größten Axialerstreckung desjenigen Axialvorsprungs zur Bildung der Ausschubrampe abnimmt, der in Umfangsrichtung vorne liegt. Wie bereits erläutert, sorgt die Ausschubrampe für ein Ausschieben des Mitnehmers in radialer Richtung aus der Kulissenbahn beziehungsweise den Kulissenbahnen. Zu diesem Zweck soll die Nuttiefe im Bereich der Ausschubrampe abnehmen, vorzugsweise stetig abnehmen. Insbesondere beginnt die Ausschubrampe und mithin das Abnehmen der Nuttiefe in Umfangsrichtung gesehen bereits ab derjenigen Umfangsposition, an welcher die größte Axialerstreckung des Axialvorsprungs vorliegt.

[0030] Sind mehrere Axialvorsprünge vorhanden, welche zudem in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind, so kann das Abnehmen der Nuttiefe bereits ab dem in Umfangsrichtung vorne liegenden Axialvorsprung vorgesehen sein, also demjenigen Axialvorsprung, welcher der gemeinsamen Kulissenbahn abgewandt ist. Selbstverständlich ist alternativ auch ein Beginn der Abnahme der Nuttiefe ab demjenigen Axialvorsprung realisierbar, welcher in Umfangsrichtung hinten liegt.

[0031] Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei der Ventiltrieb wenigstens eine Grundnockenwelle aufweist, auf der drehfest und zwischen wenigstens zwei Axialpositionen axial verlagerbar mindestens ein Ventilbetätigungsnocken aufweisender Nockenträger vorgesehen ist, wobei dem Nockenträger zum axialen Verlagern mittels eines Aktuators eine Schaltkulisse zugeordnet ist, welche an ihrem Umfang zwei in axialer Richtung gegenläufige, teilweise voneinander beabstandete, an einer Mündungsstelle ineinander einmündende Kulissenbahnen aufweist, wobei beide Kulissenbahnen jeweils einen Axialvorsprung in Richtung einer die jeweils andere der Kulissenbahnen in axialer Richtung begrenzenden Kulissenbahnwand aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass die Axialvorsprünge der Kulissenbahnen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.

[0032] Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Ventiltriebs wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Brennkraftmaschine als auch der Ventiltrieb können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.

[0033] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

Figur 1

einen Bereich einer Brennkraftmaschine, nämlich eine Schaltkulisse eines Ventiltriebs, und

Figur 2

eine schematische Darstellung der Verläufe von Kulissenbahnen der Schaltkulisse.

[0034] Die Figur 1 zeigt einen Bereich einer Brennkraftmaschine 1, insbesondere eines Ventiltriebs 2. Konkret ist eine Schaltkulisse 3 gezeigt, die auf einer Grundnockenwelle 4 des Ventiltriebs 2 in axialer Richtung verlagerbar angeordnet ist. Beispielsweise weist die Schaltkulisse 3 zu diesem Zweck eine Innenverzahnung auf, welche in eine Außenverzahnung der Grundnockenwelle 4 eingreift. Der Schaltkulisse 3 ist wenigstens ein hier nicht dargestellter Nockenträger zugeordnet, an welchem wenigstens ein Ventilbetätigungsnocken vorgesehen ist. Der Ventilbetätigungsnocken dient zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine 1.

[0035] Vorzugsweise sind an dem Nockenträger mehrere Ventilbetätigungsnocken vorgesehen, wobei in unterschiedlichen axialen Positionen des Nockenträgers unterschiedliche Ventilbetätigungsnocken zur Betätigung des Gaswechselventils dienen. Der Nockenträger ist mittels der Schaltkulisse 3 in axialer Richtung verlagerbar. Zu diesem Zweck verfügt der Ventiltrieb 2 über einen Aktuator 5 mit einem Mitnehmer 6. Der Aktuator 5 ist derart ausgebildet, dass der Mitnehmer 6 in radialer Richtung bezüglich einer Drehachse 7 der Grundnockenwelle 4 verlagerbar ist. Dargestellt ist er einmal mit durchgezogenen Linien in einer Ausgangsposition sowie mit gestrichelten Linien in einer ausgefahrenen Position.

[0036] Die Schaltkulisse 3 verfügt über eine erste Kulissenbahn 8 sowie eine zweite Kulissenbahn 9. Jede der Kulissenbahnen 8 und 9 wird von einer Längsmittelbahn 10 beziehungsweise 11 definiert, welche in axialer Richtung gesehen mittig in der jeweiligen Kulissenbahn 8 beziehungsweise 9 verläuft. Die Kulissenbahnen 8 und 9 gehen an einer Mündungsstelle 12 ineinander über. Die Mündungsstelle 12 kann durch denjenigen Punkt 13 definiert sein, an welchem die Längsmittelbahnen 10 und 11 ineinander übergehen. Alternativ kann unter der Mündungsstelle 12 auch diejenige Umfangsposition verstanden werden, an welcher erstmalig eine zwischen den Kulissenbahnen 8 und 9 vorliegende Trennwand 14 entfällt.

[0037] Es wird deutlich, dass die Kulissenbahnen 8 und 9 vor der Mündungsstelle 12 voneinander beabstandet sind, insbesondere liegt zwischen ihnen die Trennwand 14 vor. Weil sie jedoch in axialer Richtung gegenläufig ausgestaltet sind, laufen sie aufeinander zu, sodass sie an der Mündungsstelle 12 ineinander einmünden. Nach der Mündungsstelle 12 laufen sie in Form einer gemeinsamen Kulissenbahn 15 weiter. Auch diese ist wiederum charakterisiert durch den Verlauf der Längsmittelbahnen 10 und 11, welche nunmehr überdeckend verlaufen. In axialer Richtung nach außen sind die Kulissenbahnen 8 und 9 jeweils durch eine Kulissenbahnwand 16 beziehungsweise 17 begrenzt.

[0038] Soll die Schaltkulisse 3 und mithin der wenigstens eine Nockenträger in axialer Richtung verlagert werden, so wird der Aktuator 5 derart angesteuert, dass der Mitnehmer 6 in radialer Richtung ausgefahren, also in Richtung der Grundnockenwelle 4 verlagert wird. Entsprechend greift er in eine der Kulissenbahnen 8 und 9 (hier: die erste Kulissenbahn 8) ein. Weil die Schaltkulisse 3 von der Grundnockenwelle 3 in Umfangsrichtung angetrieben wird, durchläuft der Mitnehmer 6 die Kulissenbahn 8 in Richtung der gemeinsamen Kulissenbahn 15. Dabei liegt er zumindest teilweise an der Kulissenbahnwand 16 an, wodurch die Schaltkulisse 3 und mithin auch der Nockenträger in axialer Richtung verlagert wird.
Es ist nun vorgesehen, dass zumindest eine der Kulissenbahnen 8 und 9, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beide Kulissenbahnen 8 und 9, einen Axialvorsprung 18 beziehungsweise 19 aufweisen. Dieser ragt in Richtung der die jeweils andere der Kulissenbahnen 9 beziehungsweise 8 in axialer Richtung begrenzenden Kulissenbahnwand 17 beziehungsweise 16. Der Axialvorsprung 18 beziehungsweise 19 ist dabei derart ausgestaltet, dass seine Erstreckung in axialer Richtung der die jeweils andere Kulissenbahn 9 beziehungsweise 8 begrenzende Kulissenbahnwand 17 beziehungsweise 16 zunächst stets größer wird, bis eine maximale Axialerstreckung erreicht ist. In Umfangsrichtung nach derjenigen Umfangsposition, an welcher diese maximale Axialerstreckung vorliegt, nimmt die Axialerstreckung wieder ab.

[0039] Das bedeutet im Falle des hier dargestellten Ausführungsbeispiels, dass die Breite der Kulissenbahnen 8 und 9 beziehungsweise der gemeinsamen Kulissenbahn 15 nach der Umfangsposition, an welcher die maximale Axialerstreckung vorliegt, zunimmt beziehungsweise die Axialerstreckung des Axialvorsprungs 18 beziehungsweise 19 wieder abnimmt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Axialvorsprünge 18 und 19 in Umfangsrichtung gegenüberliegend angeordnet. Darunter ist vorzugsweise zu verstehen, dass die Umfangspositionen, an welchen sie ihre maximale Axialerstreckung aufweisen, übereinstimmen.

[0040] Eine derartige Ausgestaltung stellt zwar einen vergrößerten Verlagerungsweg der Schaltkulisse 3 sicher. Im Vergleich zu anderen Ausführungen der Schaltkulisse 3 ist die gemeinsame Kulissenbahn 15 in axialer Richtung jedoch schmal, sodass eine Herstellung der gemeinsamen Kulissenbahn 15 unter Umständen nicht mit demselben Fräswerkzeug erfolgen kann, wie die Herstellung der Kulissenbahnen 8 und 9 in Umfangsrichtung vor der Mündungsstelle 12. Aus diesem Grund ist es besonders bevorzugt, wenn die Axialvorsprünge 18 und 19 in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.

[0041] Dies wird anhand der Figur 2 verdeutlicht. Dort sind schematisch Verläufe der Kulissenbahnen 8 und 9 dargestellt, wobei zudem rein beispielhaft mehrere Positionen des Mitnehmers 6 angedeutet sind. In der hier dargestellten Ausführungsform liegt die Umfangsposition der maximalen Axialerstreckung der zweiten Kulissenbahn 9 an einer Umfangsposition, an welcher der Axialvorsprung 18 gerade nicht mehr vorliegt. Selbstverständlich kann die Umfangsposition der maximalen Axialerstreckung auch in Umfangsrichtung nach dem Axialvorsprung 18 angeordnet sein.

[0042] Die Axialvorsprünge 18 und 19 sind derart ausgestaltet beziehungsweise ist ihr Versatz in Umfangsrichtung derart gewählt, dass die kleinste Entfernung 20 zwischen den Axialvorsprüngen 18 und 19 zumindest einer Breite 21 der Kulissenbahnen 8 und 9 entspricht. Vorzugsweise weisen diese dieselbe Breite auf. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass der kleinste Abstand 22 in axialer Richtung zwischen den Axialvorsprüngen 18 und 19 derart bemessen ist, dass er zumindest einer Axialerstreckung 23 des Mitnehmers 6 entspricht. Insbesondere ist der Abstand 22 genau so groß wie die Erstreckung 23 oder allenfalls geringfügig größer.

[0043] Bedingt durch die Wahl der Entfernung 20, welche zumindest der Breite 21 der Kulissenbahnen 8 und 9 entsprechen soll, ist eine einfache Fertigung der Kulissenbahnen 8 und 9 möglich. Dabei kann die gemeinsame Kulissenbahn 15 mit demselben Fräswerkzeug ausgebildet werden wie die Kulissenbahnen 8 und 9.

Ansprüche

1. Ventiltrieb (2) für eine Brennkraftmaschine (1), mit wenigstens einer Grundnockenwelle (4), auf der drehfest und zwischen wenigstens zwei Axialpositionen axial verlagerbar mindestens ein Ventilbetätigungsnocken aufweisender Nockenträger vorgesehen ist, wobei dem Nockenträger zum axialen Verlagern mittels eines Aktuators (5) eine Schaltkulisse (3) zugeordnet ist, welche an ihrem Umfang zwei in axialer Richtung gegenläufige, teilweise voneinander beabstandete, an einer Mündungsstelle (12) ineinander einmündende Kulissenbahnen (8,9) aufweist, wobei beide Kulissenbahnen (8,9) jeweils einen Axialvorsprung (18,19) in Richtung einer die jeweils andere der Kulissenbahnen (9,8) in axialer Richtung begrenzende Kulissenbahnwand (16,17) aufweisen, wobei die Axialvorsprünge (18,19) der Kulissenbahnen (8,9) in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz der Axialvorsprünge (18,19) derart gewählt ist, dass die kleinste Entfernung (20) zwischen den Axialvorsprüngen (18,19) zumindest einer Breite (21) der Kulissenbahnen (8,9) entspricht.

3. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenbahnen (8,9) vor der Mündungsstelle (12) separat voneinander und nach der Mündungsstelle (12) in Form einer gemeinsamen Kulissenbahn (15) verlaufen, wobei in der gemeinsamen Kulissenbahn (15) eine Ausschubrampe ausgebildet ist.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialvorsprünge (18,19) in der gemeinsamen Kulissenbahn (15) vorliegen.

5. Ventiltrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialerstreckungen der Axialvorsprünge (18,19) derart gewählt sind, dass der jeweilige Axialvorsprung (18,19) an der Stelle seiner maximalen Axialerstreckung in axialer Richtung um eine Entfernung von einer Längsmittelbahn (10,11) der gemeinsamen Kulissenbahn (15) beabstandet ist, die mindestens der Hälfte der axialen Erstreckung (23) eines Mitnehmers (6) des Aktuators (5) entspricht.

6. Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Nuttiefen der Kulissenbahnen (8,9) an gleichen Umfangspositionen gleich sind.

7. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuttiefe ab einer Stelle der größten axialen Erstreckung desjenigen Axialvorsprungs (18,19) zur Bildung der Ausschubrampe abnimmt, der in Umfangsrichtung vorne liegt.

8. Brennkraftmaschine (1) mit einem Ventiltrieb (2), der wenigstens eine Grundnockenwelle (4) aufweist, auf der drehfest und zwischen wenigstens zwei Axialpositionen axial verlagerbar mindestens ein Ventilbetätigungsnocken aufweisender Nockenträger vorgesehen ist, wobei dem Nockenträger zum axialen Verlagern mittels eines Aktuators (5) eine Schaltkulisse (3) zugeordnet ist, welche an ihrem Umfang zwei in axialer Richtung gegenläufige, teilweise voneinander beabstandete, an einer Mündungsstelle (12) ineinander einmündende Kulissenbahnen (8,9) aufweist, wobei beide Kulissenbahnen (8,9) jeweils einen Axialvorsprung (18,19) in Richtung einer die jeweils andere der Kulissenbahnen (9,8) in axialer Richtung begrenzten Kulissenbahnwand (16,17) aufweisen, wobei die Axialvorsprünge (18,19) der Kulissenbahnen (8,9) in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Claims

1. Valve train (2) for an internal combustion engine (1), comprising at least one main camshaft (4), on which at least one cam carrier having valve-actuating cams is provided, said cam carrier being rotationally fixed and capable of axial movement between at least two axial positions, wherein a shifting gate (3) is associated with the cam carrier for axial movement by means of an actuator (5), which shifting gate has two gate tracks (8, 9) on the perimeter of the shifting gate, which extend oppositely in the axial direction, are partially spaced apart from each other and lead into each other at a mouth point (12), wherein both of the gate tracks (8, 9) respectively have an axial projection (18, 19) toward a gate track wall (16, 17) bounding the other of the gate tracks (9, 8) in the axial direction, wherein the axial projections (18, 19) of the gate tracks (8, 9) are arranged offset from one another in the peripheral direction.

2. Valve train according to claim 1, characterised in that the offset of the axial projections (18, 19) is selected such that the smallest distance (20) between the axial projections (18, 19) corresponds to at least one width (21) of the gate tracks (8, 9).

3. Valve train according to any one of the preceding claims, characterised in that the gate tracks (8, 9) run separately from one another before the mouth point (12) and after the mouth point (12) run in the form of a common gate track (15), wherein an extension ramp is formed in the common gate track (15).

4. Valve train according to claim 3, characterised in that the axial projections (18, 19) are present in the common gate track (15).

5. Valve train according to claim 3 or 4, characterised in that the axial extensions of the axial projections (18, 19) are selected such that the respective axial projection (18, 19), at the point of its maximum axial extension, is spaced apart in the axial direction by a distance from a longitudinal central track (10, 11) of the common gate track (15), which distance corresponds to at least half the axial extension (23) of a driver (6) of the actuator (5).

6. Valve train according to any one of the preceding claims, characterised in that groove depths of the gate tracks (8, 9) are the same at the same peripheral positions.

7. Valve train according to any one of claims 3 to 6, characterised in that the groove depth decreases from a point of the greatest axial extension of that axial projection (18, 19) for forming the extension ramp which lies in front in the peripheral direction.

8. Internal combustion engine (1) with a valve train (2), comprising at least one main camshaft (4), on which at least one cam carrier having valve-actuating cams is provided, said cam carrier being rotationally fixed and capable of axial movement between at least two axial positions, wherein a shifting gate (3) is associated with the cam carrier for axial movement by means of an actuator (5), which shifting gate has two gate tracks (8, 9) on the perimeter of the shifting gate, which extend oppositely in the axial direction, are partially spaced apart from each other and lead into each other at a mouth point (12), wherein both of the gate tracks (8, 9) respectively have an axial projection (18, 19) toward a gate track wall (16, 17) bounding the other of the gate tracks (9, 8) in the axial direction, wherein the axial projections (18, 19) of the gate tracks (8, 9) are arranged offset from one another in the peripheral direction.

Revendications

1. Train de soupape (2) pour un moteur à combustion interne (1), avec au moins un arbre à cames de base (4), sur lequel est prévu au moins un support de came présentant au moins une came de commande de soupape fixe en rotation et pouvant être déplacé axialement entre au moins deux positions axiales, dans lequel une coulisse de commutation (3) est associée au support de came pour le déplacement axial au moyen d'un actionneur (5), laquelle présente sur sa circonférence deux chemins de coulisses (8, 9) opposés partiellement espacés l'un de l'autre débouchant l'un dans l'autre au niveau d'un point d'ouverture (12), dans lequel les deux chemins de coulisse (8, 9) présentent respectivement une projection axiale (18, 19) en direction d'une paroi de chemin de coulisse (16, 17) délimitant axialement l'autre glissière respective (9, 8), dans lequel les projections axiales (18, 19) des chemins de coulisse (8, 9) sont agencées de manière décalée l'une par rapport à l'autre dans la direction circonférentielle.

2. Train de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que le décalage des projections axiales (18, 19) est choisi de sorte que la plus petite distance (20) entre les projections axiales (18, 19) corresponde au moins à une largeur (21) des chemins de coulisse (8, 9).

3. Train de soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les chemins de coulisse (8, 9) s'étendent séparément l'un de l'autre avant le point d'ouverture (12) sous la forme d'un chemin de coulisse commun (15) et après le point d'ouverture (12), dans lequel une rampe de sortie est réalisée dans le chemin de coulisse commun (15).

4. Train de soupape selon la revendication 3, caractérisé en ce que les projections axiales (18, 19) sont présentes dans le chemin de coulisse commun (15).

5. Train de soupape selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les extensions axiales des projections axiales (18, 19) sont choisies de sorte que la projection axiale (18, 19) respective au niveau du point de son extension axiale maximale soit espacée dans la direction axiale d'une distance par rapport à un chemin central longitudinal (10, 11) du chemin de coulisse commun (15) qui correspond au moins à la moitié de l'extension axiale (23) d'un entraîneur (6) de l'actionneur (5).

6. Train de soupape selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des profondeurs de rainure des chemins de coulisse (8, 9) sont identiques au niveau de positions circonférentielles identiques.

7. Train de soupape selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la profondeur de rainure diminue à partir d'un point de la plus grande extension axiale de cette projection axiale (18, 19) pour former la rampe de sortie qui se trouve à l'avant dans la direction circonférentielle.

8. Moteur à combustion interne (1) avec un train de soupape (2), qui présente au moins un arbre à cames de base (4), sur lequel est prévu au moins un support de came présentant au moins une came de commande de soupape fixe en rotation et pouvant être déplacé axialement entre au moins deux positions axiales, dans lequel une coulisse de commutation (3) est associée au support de came pour le déplacement axial au moyen d'un actionneur (5), laquelle présente sur sa circonférence deux chemins de coulisses (8, 9) opposés partiellement espacés l'un de l'autre débouchant l'un dans l'autre au niveau d'un point d'ouverture (12), dans lequel les deux chemins de coulisse (8, 9) présentent respectivement une projection axiale (18, 19) en direction d'une paroi de chemin de coulisse (16, 17) délimitant axialement l'autre glissière respective (9, 8), dans lequel les projections axiales (18, 19) des chemins de coulisse (8, 9) sont agencées de manière décalée l'une par rapport à l'autre dans la direction circonférentielle.

Zeichnung