SCHIEBENOCKENSYSTEM

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Schiebenockensystem (16) für eine Brennkraftmaschine. Das Schiebenockensystem (16) weist eine Nockenwelle (24) und einen Nockenträger (26), der drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle (24) angeordnet ist, auf. Der Nockenträger (26) weist eine erste Schaltkulisse (36) und, vorzugsweise, eine zweite Schaltkulisse (38) auf. Das Schiebenockensystem (16) weist einen ersten Aktor (28) mit einem entlang einer Längsachse der Nockenwelle (24) verschiebbaren Element (46), insbesondere Stift, das zum axialen Verschieben des Nockenträgers (26) in einer ersten Richtung in Kontakt mit der ersten Schaltkulisse (36) bringbar ist, auf. Das Schiebenockensystem (16) weist vorzugsweise einen zweiten Aktor (30) mit einem entlang der Längsachse der Nockenwelle (24) verschiebbaren Element (48), insbesondere Stift, das zum axialen Verschieben des Nockenträgers (26) in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegensetzt ist, in Kontakt mit der zweiten Schaltkulisse (38) bringbar ist, auf.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine.

[0002] Ventilgesteuerte Brennkraftmaschinen weisen eines oder mehrere steuerbare Ein- und Auslassventile je Zylinder auf. Variable Ventiltriebe ermöglichen ein flexibles Ansteuern der Ventile zum Verändern der Öffnungszeit, Schließzeit und/oder des Ventilhubs. Dadurch kann der Motorbetrieb beispielsweise an eine spezifische Lastsituation angepasst werden. Beispielsweise kann ein variabler Ventiltrieb durch ein sogenanntes Schiebenockensystem realisiert werden.

[0003] Aus der DE 196 11 641 C1 ist ein Beispiel für ein solches Schiebenockensystem bekannt, mit dem die Betätigung eines Gaswechselventils mit mehreren unterschiedlichen Hubkurven ermöglicht wird. Hierzu ist auf der Nockenwelle ein Schiebenocken mit mindestens einem, mehrere Nockenbahnen aufweisenden Nockenabschnitt drehfest aber axial verschieblich gelagert, der eine Hubkontur aufweist, in die ein Aktuator in Form eines Stifts von radial außen zur Erzeugung einer axialen Verschiebung des Schiebenockens eingeführt wird. Durch die axiale Verschiebung des Schiebenockens wird beim jeweiligen Gaswechselventil ein unterschiedlicher Ventilhub eingestellt. Der Schiebenocken wird nach der axialen Verschiebung desselben relativ zur Nockenwellen dadurch in seiner axialen Relativposition auf der Nockenwelle rastiert, dass abhängig von der axialen Relativposition mindestens eine federbeaufschlagte Rastkugel, die in der Nockenwelle aufgenommen und gelagert ist, in mindestens eine Rastnut eingreift.

[0004] Das Schiebenockensystem kann einen erheblichen Bauraum einnehmen. Insbesondere eine Anordnung der Aktoren zum Verschieben eines Nockenträgers (Schiebenockens) kann bei engen Platzverhältnissen eine Herausforderung darstellen. Typischerweise werden die Aktoren an einem mit dem Zylinderkopf oder Zylinderkopfdeckel verbundenen Rahmen befestigt.

[0005] Aus der DE 10 2011 050 484 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, einem Zylinderkopf und einem Zylinderkopfdeckel bekannt. Zur Betätigung von Gaswechselventilen ist mindestens eine drehbar gelagerte Nockenwelle mit mindestens einem auf der jeweiligen Nockenwelle axial verschiebbaren Schiebenocken vorgesehen. Der jeweilige Schiebenocken weist mindestens einen Kulissenabschnitt mit mindestens einer Nut auf. Zur Bewirkung einer axialen Verschiebung des jeweiligen Schiebenockens ist ein Aktuator vorgesehen. Der Aktuator ist im Zylinderkopf oder im Zylinderkopfdeckel gelagert.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes oder alternatives Schiebenockensystem vorzusehen, das insbesondere einen bauraumoptimierten Aufbau aufweist.

[0007] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Schiebenockensystem gemäß dem unabhängigen Anspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.

[0008] Das Schiebenockensystem für eine Brennkraftmaschine weist eine Nockenwelle auf. Das Schiebenockensystem weist einen Nockenträger auf, der drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle angeordnet ist. Der Nockenträger weist eine erste Schaltkulisse auf. Vorzuzugsweise weist der Nockenträger auch eine zweite Schaltkulisse auf. Das Schiebenockensystem weist einen ersten Aktor mit einem entlang einer Längsachse der Nockenwelle verschiebbaren Element (zum Beispiel ein- und ausfahrbares Element) auf. Das Element ist insbesondere als ein Stift ausgebildet. Das Element ist zum axialen Verschieben des Nockenträgers in einer ersten Richtung in Kontakt mit der ersten Schaltkulisse bringbar. Das Schiebenockensystem weist vorzugsweise zusätzlich einen zweiten Aktor mit einem entlang der Längsachse der Nockenwelle verschiebbaren Element (zum Beispiel ein- und ausfahrbares Element) auf. Das Element ist insbesondere als ein Stift ausgebildet. Das Element ist zum axialen Verschieben des Nockenträgers in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegensetzt ist, in Kontakt mit der zweiten Schaltkulisse bringbar.

[0009] Das Vorsehen von einem oder mehreren axial wirkenden Aktoren ermöglicht eine bauraumoptimierte Anordnung der Aktoren gegenüber Systemen mit radial wirkenden Aktoren. Insbesondere können die axial wirkenden Aktoren in vorhandenen Strukturen entlang der Nockenwelle integriert werden.

[0010] Bei Verwendung nur eines Aktors kann dieser Aktor bspw. doppeltwirkend ausgebildet sein. Damit kann eine Axialverschiebung des Nockenträgers in beide Richtungen entlang der Längsachse der Nockenwelle ermöglicht werden. Der Aktor kann den Nockenträger bspw. in einer ersten Richtung entgegen einem elastischen Vorspannelement verschieben. In einer entgegensetzten Richtung kann der Aktor eine Verschiebung des Nockenträgers durch das elastische Vorspannelement durch Einfahren des verschiebbaren Elements ermöglichen. Es ist auch möglich, einen anderen Mechanismus zu verwenden, der in Kombination mit nur einem Aktor eine Axialverschiebung des Nockenträgers zwischen einer ersten Axialposition und einer zweiten Axialposition ermöglicht.

[0011] Bei Verwendung von zwei Aktoren kann der erste Aktor den Nockenträger von einer zweiten Axialposition in eine erste Axialposition verschieben. Der zweite Aktor kann den Nockenträger von einer ersten Axialposition in eine zweite Axialposition verschieben. In der ersten Axialposition kann ein erster Nocken des Nockenträgers in Wirkverbindung mit mindestens einem Gaswechselventil stehen. In der zweiten Axialposition kann ein zweiter Nocken des Nockenträgers in Wirkverbindung mit dem mindestens einen Gaswechselventil stehen.

[0012] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der erste Aktor in oder an einem ersten Lagerbock, der die Nockenwelle drehbar lagert, aufgenommen. Alternativ oder ergänzend ist der zweite Aktor in oder an einem zweiten Lagerbock, der die Nockenwelle drehbar lagert, aufgenommen. Damit benötigen die Aktoren keinen separaten Bauraum. Stattdessen lassen sich die Aktoren ohne zusätzlichen Platzbedarf direkt in ohnehin vorhandenen Lagerböcke der Nockenwelle integrieren.

[0013] Insbesondere kann der erste Aktor am ersten Lagerbock befestigt sein und/oder der zweite Aktor am zweiten Lagerbock befestigt sein.

[0014] Zusätzlich kann über die Lagerböcke eine Zuführung von Hydraulikfluid zu dem ersten Aktor und/oder dem zweiten Aktor durchgeführt werden. Somit wird auch für die Hydraulikleitungen kein zusätzlicher Platz benötigt. Ebenso können bspw. eine Elektroleitung und/oder eine Pneumatikleitung für den ersten Aktor und/oder den zweiten Aktor im oder am ersten und/oder zweiten Lagerbock vorgesehen sein.

[0015] In einer Ausführungsform ist die erste Schaltkulisse und/oder die zweite Schaltkulisse stufenförmig ausgebildet. Die stufenförmige Ausbildung der Schaltkulisse kann ein Kontaktieren durch die verschiebbaren Elemente die Aktoren auf einfache Weise ermöglichen. Die verschiebbaren Elemente der Aktoren können gegen einen Absatz der jeweiligen, stufenförmigen Schaltkulisse drücken, wenn der Nockenträger verschoben werden soll.

[0016] In einer weiteren Ausführungsform sind die erste Schaltkulisse an einem ersten Ende des Nockenträgers und die zweite Schaltkulisse an einem entgegengesetzten zweiten Ende des Nockenträgers angeordnet. Auf diese Weise kann ein Verfahrweg der verschiebbaren Elemente minimiert werden. Die Aktoren können direkt neben den Enden des Nockenträgers angeordnet werden.

[0017] In einem Ausführungsbeispiel weist die erste Schaltkulisse eine Aktorkontaktfläche auf, die sich in einer Umfangsrichtung um die Längsachse der Nockenwelle erstreckt. Alternativ oder zusätzlich weist die zweite Schaltkulisse eine Aktorkontaktfläche auf, die sich in einer Umfangsrichtung um die Längsachse der Nockenwelle erstreckt. Über einen Kontakt zwischen den verschiebbaren Elementen der Aktoren und den entsprechenden Aktorkontaktflächen kann eine Verschiebung des Nockenträgers realisiert werden. Zusätzlich kann in einer Weiterbildung über einen Kontakt mit den entsprechenden Aktorkontaktflächen eine Dämpfung der Verschiebung des Nockenträgers realisiert werden.

[0018] In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Aktorkontaktfläche der ersten Schaltkulisse eine erste Rampe und eine zweite Rampe auf. Die erste Rampe der Aktorkontaktfläche der ersten Schaltkulisse vergrößert einen Abstand zwischen dem ersten Aktor und der Aktorkontaktfläche der ersten Schaltkulisse bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle. Die zweite Rampe der Aktorkontaktfläche der ersten Schaltkulisse verkleinert einen Abstand zwischen dem ersten Aktor und der Aktorkontaktfläche der ersten Schaltkulisse bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle.

[0019] Alternativ oder zusätzlich weist die Aktorkontaktfläche der zweiten Schaltkulisse eine erste Rampe und eine zweite Rampe auf. Die erste Rampe der Aktorkontaktfläche der zweiten Schaltkulisse vergrößert einen Abstand zwischen dem zweiten Aktor und der Aktorkontaktfläche der zweiten Schaltkulisse bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle. Die zweite Rampe der Aktorkontaktfläche der zweiten Schaltkulisse verkleinert einen Abstand zwischen dem zweiten Aktor und der Aktorkontaktfläche der zweiten Schaltkulisse bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle.

[0020] Die Rampen ermöglichen eine Verschiebebewegung des Nockenträgers durch Kontakt mit den verschiebbaren Elementen. Kontaktiert beispielsweise das verschiebbare Element des ersten Aktors die zweite Rampe der Aktorkontaktfläche der ersten Schaltkulisse, wird der Nockenträger in der ersten Richtung verschoben, während der Nockenträger sich gemeinsam mit der Nockenwelle dreht. Kontaktiert andererseits das verschiebbare Element des zweiten Aktors die zweite Rampe der Aktorkontaktfläche der zweiten Schaltkulisse, wird der Nockenträger in der zweiten Richtung verschoben, während der Nockenträger sich gemeinsam mit der Nockenwelle dreht.

[0021] Insbesondere können die erste und zweite Rampe der ersten und zweiten Schaltkulisse so angeordnet sein, dass eine Verschiebung des Nockenträgers nur innerhalb eines Grundkreisbereichs der Nocken des Nockenträgers ermöglicht wird.

[0022] In einer Ausführungsvariante ist der erste Aktor und/oder der zweite Aktor hydraulisch, elektrisch und/oder pneumatisch betätigt.

[0023] In einer weiteren Ausführungsvariante wird eine axiale Verschiebung des Nockenträgers hydraulisch und/oder über ein elastisches Element gedämpft. Die Dämpfung kann eine Arretierung (axiale Sicherung) des Nockenträgers ermöglichen.

[0024] In einer Ausführungsform weist das Schiebenockensystem ein erstes elastisches Element auf, das den Nockenträger in der zweiten Richtung vorspannt. Alternativ oder zusätzlich weist das Schiebenockensystem ein zweites elastisches Element auf, das den Nockenträger in der ersten Richtung vorspannt. Die elastischen Elemente ermöglichen eine Dämpfung der Verschiebebewegung des Nockenträgers. Wird der Nockenträger beispielsweise von dem ersten Aktor in der ersten Richtung verschoben, kann das erste elastische Element die Verschiebebewegung des Nockenträgers dämpfen.

[0025] In einer Weiterbildung stützt das erste elastische Element den Nockenträger an einem Lagerbock zum drehbaren Lagern der Nockenwelle ab und ist drehbar um die Längsachse der Nockenwelle bezüglich des Lagerbocks oder des Nockenträgers gelagert. Alternativ oder zusätzlich stützt das zweite elastische Element den Nockenträger an einem Lagerbock zum drehbaren Lagern der Nockenwelle ab und ist drehbar um die Längsachse der Nockenwelle bezüglich des Lagerbocks oder des Nockenträgers gelagert. Die ohnehin vorhandenen Lagerböcke der Nockenwelle können somit zum Abstützen der elastischen Elemente zum Dämpfen der Verschiebebewegung des Nockenträgers verwendet werden. Die drehbare Lagerung der elastischen Elemente ist vorgesehen, um ein Schleifen der elastischen Elemente am Nockenträger oder Lagerbock zu verhindern, da sich die elastischen Elemente in der Ausführungsform entweder mit dem Nockenträger drehen oder am Lagerbock festgelegt sind.

[0026] In einem Ausführungsbeispiel weist das Schiebenockensystem einen ersten hydraulischen Dämpfungszylinder, der zum Dämpfen einer axialen Verschiebung des Nockenträgers in der ersten Richtung angeordnet ist, auf. Alternativ oder zusätzlich weist das Schiebenockensystem einen zweiten hydraulischen Dämpfungszylinder, der zum Dämpfen einer axialen Verschiebung des Nockenträgers in der zweiten Richtung angeordnet ist, auf.

[0027] In einer Weiterbildung weist das Schiebenockensystem ferner eine erste Drossel, die stromabwärts des ersten hydraulischen Dämpfungszylinders angeordnet ist, und/oder eine zweite Drossel, die stromabwärts des zweiten hydraulischen Dämpfungszylinders angeordnet ist, auf.

[0028] Über die Drosseln kann ein Widerstand für aus den hydraulischen Dämpfungszylindern ausfließendes Hydraulikfluid aufgebaut werden, wodurch eine gewünschte Dämpfung realisierbar ist.

[0029] In einer Ausführungsvariante dämpft der zweite Aktor eine axiale Verschiebung des Nockenträgers, wenn der erste Aktor den Nockenträger in der ersten Richtung axial verschiebt. Alternativ oder zusätzlich dämpft der erste Aktor eine axiale Verschiebung des Nockenträgers, wenn der zweite Aktor den Nockenträger in der zweiten Richtung axial verschiebt. Damit kann die Dämpfungsfunktionalität direkt in die Aktoren integriert werden.

[0030] In einer weiteren Ausführungsvariante dämpft der zweite Aktor eine axiale Verschiebung des Nockenträgers hydraulisch und/oder über ein elastisches Element des zweiten Aktors. Alternativ oder zusätzlich dämpft der erste Aktor eine axiale Verschiebung des Nockenträgers hydraulisch und/oder über ein elastisches Element des ersten Aktors.

[0031] Die Erfindung betrifft auch einen variablen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine. Der variable Ventiltrieb weist ein Schiebenockensystem wie hierin offenbart auf. Der variable Ventiltrieb weist mindestens ein Gaswechselventil und eine Kraftübertragungseinrichtung (zum Beispiel Stößel, Kipphebel oder Schlepphebel) auf. Die Kraftübertragungseinrichtung setzt in Abhängigkeit von einer Axialposition des Nockenträgers wahlweise einen ersten Nocken des Nockenträgers in Wirkverbindung zu dem mindestens einen Gaswechselventil oder einen zweiten Nocken des Nockenträgers in Wirkverbindung zu dem mindestens einen Gaswechselventil.

[0032] Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem Schiebenockensystem wie hierin offenbart oder einem variablen Ventiltrieb wie hierin offenbart. Das Nutzfahrzeug kann beispielsweise ein Omnibus oder ein Lastkraftwagen sein.

[0033] Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

eine perspektivische Ansicht eines variablen Ventiltriebs mit einem Schiebenockensystem; und

Figur 2

eine Schemadarstellung einer Ausführungsform des Schiebenockensystems;

Figur 3

eine Schemadarstellung einer weiteren Ausführungsform des Schiebenockensystems;

Figur 4

eine Schemadarstellung einer weiteren anderen Ausführungsform des Schiebenockensystems;

Figur 5

eine Schemadarstellung einer weiteren anderen Ausführungsform des Schiebenockensystems; und

Figuren 7 bis 18

Schemadarstellungen einer weiteren anderen Ausführungsform des Schiebenockensystems zur Erläuterung der Funktionsweise eines beispielhaften Schiebenockensystems.

[0034] Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.

[0035] Die Figur 1 zeigt einen variablen Ventiltrieb 10. Der variable Ventiltrieb 10 kann beispielsweise Teil einer Brennkraftmaschine eines Nutzfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses, sein. Der variable Ventiltrieb 10 weist ein erstes Gaswechselventil 12, ein zweites Gaswechselventil 14, ein Schiebenockensystem 16, eine Kraftübertragungseinrichtung 18, einen ersten Lagerbock (Lagerkörper) 20 und einen zweiten Lagerbock (Lagerkörper) 22 auf.

[0036] Der variable Ventiltrieb 10 dient zum Anpassen einer Ansteuerung der Gaswechselventile 12, 14. Insbesondere können ein Öffnungszeitpunkt, ein Schließzeitpunkt und/oder ein Ventilhub der Gaswechselventile 12, 14 angepasst werden. Die Gaswechselventile 12, 14 können Einlassventile oder Auslassventile sein.

[0037] Die Lagerböcke 20, 22 lagern eine Nockenwelle 24 drehbar. Zusätzlich ist die Kipphebelachse 42 an den Lagerböcken 20, 22 befestigt. Die Lagerböcke 20, 22 können beispielsweise an einem Befestigungsrahmen oder einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschinen befestigt sein. In anderen Ausführungsformen können die Nockenwelle 24 und die Kipphebelachse 42 beispielsweise getrennt voneinander gelagert sein.

[0038] Das Schiebenockensystem 16 weist die Nockenwelle 24, einen Nockenträger 26, einen ersten Aktor 28 und einen zweiten Aktor 30 auf.

[0039] Der Nockenträger 26 ist drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle 24 angeordnet. Der Nockenträger 26 weist einen ersten Nocken 32, einen zweiten Nocken 34, eine erste Schaltkulisse 36 und eine zweite Schaltkulisse 38 auf.

[0040] Der erste Nocken 32 und der zweiten Nocken 34 sind angrenzend aneinander angeordnet. Der erste Nocken 32 und der zweite Nocken 34 weisen unterschiedliche Nockenkonturen auf. Der erste Nocken 32 und der zweite Nocken 34 sind in einen Mittelbereich des Nockenträgers 26 vorgesehen. In Abhängigkeit von einer Axialposition des Nockenträgers 26 bezüglich der Nockenwelle 24 stellt die Kraftübertragungseinrichtung 18 eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Nocken 32 und den Gaswechselventilen 12, 14 oder zwischen dem zweiten Nocken 34 und den Gaswechselventilen 12, 14 her.

[0041] Im Einzelnen weist die Kraftübertragungseinrichtung 18 einen Kipphebel 40 und eine Kipphebelachse 42 auf. Der Kipphebel 40 folgt über einen Nockenfolger 44 je nach Axialposition des Nockenträgers 26 einer Nockenkontur des ersten Nockens 32 oder des zweite Nockens 34. der Nockenfolger 44 ist als eine drehbar gelagerte Rolle ausgebildet. Der Kipphebel 40 ist drehbar um die Kipphebelachse 42 gelagert. In einem Ventilhubbereich des Nockens 32 oder 34 werden die Gaswechselventile 12, 14 entsprechend über den Kipphebel 40 betätigt. In anderen Ausführungsformen kann die Kraftübertragungseinrichtung 18 beispielsweise einen Schlepphebel oder Stößel aufweisen.

[0042] In dem in Figur 1 dargestellten Beispiel ist der Nockenträger 26 in einer ersten Axialposition. In der ersten Axialposition stellt die Kraftübertragungseinrichtung 18 eine Wirkverbindung zwischen dem ersten Nocken 32 und den Gaswechselventilen 12, 14 her. Der Nockenträger 26 kann in eine zweite Axialposition (nach links in Figur 1) verschoben werden. In der zweiten Axialposition setzt die Kraftübertragungseinrichtung 18 den zweiten Nocken 34 in Wirkverbindung mit den Gaswechselventilen 12, 14. Der Nockenträger (Schiebenocken) 26 kann entlang der Axialrichtung der Nockenwelle 24 durch Zusammenwirken des ersten Aktors 28, des zweiten Aktors 30, der ersten Schaltkulisse 36 und der zweiten Schaltkulisse 38 verschoben werden.

[0043] Der erste Aktor 28 ist in dem ersten Lagerbock 20 aufgenommen und befestigt. Der zweite Aktor 30 ist in dem zweiten Lagerbock 22 aufgenommen und befestigt. Die Befestigung und Aufnahme der Aktoren 28, 30 in den Lagerböcken 20, 22 ist aus Bauraumgründen günstig. Es muss kein separater Bauraum für die Aktoren 28, 30 vorgesehen werden.

[0044] Die erste Schaltkulisse 36 und die zweite Schaltkulisse 38 sind an gegenüberliegenden Axialenden des Nockenträgers 26 angeordnet. Die erste Schaltkulisse 36 wirkt mit dem ersten Aktor 28 zur Verschiebung des Nockenträgers 26 aus der zweiten Axialposition in die erste Axialposition zusammen. Der Nockenträger 26 ist durch den ersten Aktor 28 und die erste Schaltkulisse 36 in einer ersten Richtung verschiebbar. Die zweite Schaltkulisse 38 wirkt mit dem zweiten Aktor 30 zur Verschiebung des Nockenträgers 26 aus der ersten Axialposition in die zweite Axialposition zusammen. Der Nockenträger 26 ist durch den zweiten Aktor 30 und die zweite Schaltkulisse 38 in einer zweiten Richtung verschiebbar. Die zweite Richtung ist entgegengesetzt zu der ersten Richtung gerichtet. Die erste und zweite Richtung erstrecken sich parallel zu einer Längsachse der Nockenwelle 24.

[0045] Jeder Aktor 28, 30 weist einen verschiebbaren Stift (Pin) 46, 48 auf. Der Stift 46 des ersten Aktors 28 ist in Figur 1 von dem ersten Lagerbock 20 verdeckt. Die Stifte 46, 48 sind in einer Axialrichtung der Nockenwelle 24 verschiebbar. Statt der Stifte 46, 48 können auch andere verschiebbaren Elemente zum Verschieben des Nockenträgers 26 verwendet werden.

[0046] Die erste Schaltkulisse 36 und die zweite Schaltkulisse 38 sind stufenförmig ausgebildet. Im Einzelnen weisen die Schaltkulisse 36, 38 jeweils eine Aktorkontaktfläche 50, 52 auf. Die Aktorkontaktflächen 50, 52 erstrecken sich in einer Umfangsrichtung um die Längsachse der Nockenwelle 24. Die Aktorkontaktfläche 50 weist eine erste Rampe 50A und eine zweite Rampe 50B auf. Die erste Rampe 50A vergrößert einen Abstand zwischen dem ersten Aktor 28 und der Aktorkontaktfläche 50 bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle 24. Die zweite Rampe 50B verkleinert einen Abstand zwischen dem ersten Aktor 28 und der Aktorkontaktfläche 50 bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle 24. Gleichermaßen weist die Aktorkontaktfläche 52 eine erste Rampe 52A und eine zweite Rampe 52B auf. Die erste Rampe 52A vergrößert einen Abstand zwischen dem zweiten Aktor 30 und der Aktorkontaktfläche 52 bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle 24. Die zweite Rampe 52B verkleinert einen Abstand zwischen dem zweiten Aktor 30 und der Aktorkontaktfläche 52 bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle 24. Mit anderen Worten gesagt, im Bereich der ersten Rampen 50A, 52A erstrecken sich die Aktorkontaktflächen 50, 52 spiralförmig (helixförmig) in einer Richtung zueinander bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle 24. Im Bereich der zweiten Rampen 50B, 52B erstrecken sich die Aktorkontaktflächen 50, 52 spiralförmig (helixförmig) in entgegengesetzter Richtung bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle 24.

[0047] Zum Verschieben des Nockenträgers 26 aus der zweiten Axialposition in die erste Axialposition wird der Stift 46 des ersten Aktors 28 ausgefahren. Der Stift 46 des ersten Aktors 28 wird so ausgefahren, dass der Stift 46 vollständig ausgefahren ist, wenn der Nockenträger 26 eine Drehposition erreicht, in der ein Beginn der zweiten Rampe 50B den Stift 46 durch Drehung der Nockenwelle 24 passiert. Der Stift 46 kann beispielsweise ausgefahren werden, während er die erste Rampe 50A den Stift 46 aufgrund der Drehung der Nockenwelle 24 passiert. Aufgrund der Rampe 50B schiebt der ausgefahrene Stift 46 den Nockenträger 26 aus der zweiten Axialposition in die erste Axialposition.

[0048] Die Verschiebung des Nockenträgers 26 aus der ersten Axialposition in die zweite Axialposition erfolgt auf analoge Weise durch den Stift 48 des zweiten Aktors 30. Aufgrund der Rampe 52B der Aktorkontaktfläche 52 schiebt der ausgefahrene Stift 48 den Nockenträger 26 in die zweite Axialposition.

[0049] Das Schiebenockensystem 16 kann zusätzlich eine Arretierungsvorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen. Die Arretierungsvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie den Nockenträger 26 in der ersten Axialposition und der zweiten Axialposition axial sichert. Dazu kann die Arretierungsvorrichtung beispielsweise einen elastisch vorgespannten Sperrkörper aufweisen. Der Sperrkörper kann in der ersten Axialposition des Nockenträgers 26 in eine erste Ausnehmung des Nockenträgers eingreifen und in der zweiten Axialposition des Nockenträgers 26 in eine zweite Ausnehmung des Nockenträgers 26 eingreifen. Die Arretierungsvorrichtung kann beispielsweise in der Nockenwelle 24 vorgesehen sein.

[0050] Die Aktoren 28 und 30 können beispielsweise hydraulisch betätigte Aktuatoren sein. In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele für Hydrauliksysteme zum Betätigen der Aktoren 28 und 30 beschrieben.

[0051] Die Figur 2 zeigt ein Hydrauliksystem 53. Das Hydrauliksystem 53 weist eine Haupthydraulikleitung 54, eine erste Verbindungsleitung 56 und eine zweite Verbindungsleitung 58 auf.

[0052] Der erste Aktor 28 ist über die erste Verbindungsleitung 56 mit der Haupthydraulikleitung 54 verbunden. Der zweite Aktor 30 ist über die zweite Verbindungsleitung 58 mit der Haupthydraulikleitung 54 verbunden. Ein erstes elektrisch betätigtes 2-Wegeventil 60, ein erstes mechanisch betätigtes 2-Wegeventils 62 und ein erstes Kontrollventil 64 sind in der ersten Verbindungsleitung 58 zum Steuern eines Zuflusses von Hydraulikfluid zu dem ersten Aktor 28 angeordnet. Ein zweites elektrisch betätigtes 2-Wegeventil 66, ein zweites mechanisch betätigtes 2-Wegeventil 68 und ein zweites Kontrollventil 70 sind in der zweiten Verbindungsleitung 58 zum Steuern eines Zuflusses von Hydraulikfluid zu dem zweiten Aktor 30 angeordnet.

[0053] Zum Verschieben des Nockenträgers 26 durch den ersten Aktor 28 erfolgt zunächst eine elektrische Freigabe durch das erste elektrisch betätigte 2-Wegeventil 60. Das erste elektrisch betätigte 2-Wegeventil 60 stellt eine Fluidverbindung zwischen der Haupthydraulikleitung 54 und dem ersten mechanisch betätigten 2-Wegeventil 62 her. Mittels des ersten mechanisch betätigten 2-Wegeventil 62 kann bspw. sichergestellt werden, dass nur innerhalb eines gemeinsamen Nockengrundkreises der Nocken 32, 34 (siehe Figur 1) umgeschaltet wird. Innerhalb des Nockengrundkreises stellt das mechanisch betätigte 2-Wegeventil 62 über das freigegebene, erste elektrisch betätigte 2-Wegeventil 60 eine Fluidverbindung zwischen der Haupthydraulikleitung 54 und dem ersten Aktor 28 her. Das Hydraulikfluid passiert das erste Kontrollventil 64 und führte zu einem Ausfahren des Stifts 46 des ersten Aktors 28. Der Stift 46 des ersten Aktors 28 berührt die Aktorkontaktfläche 50 der ersten Schaltkulisse 36 und verschiebt den Nockenträger 26 in die erste Axialposition. Hierbei dreht sich der Nockenträger 26 in einer Umfangsrichtung um die Längsachse der Nockenwelle 24 (siehe Figur 1). Das erste Kontrollventil 64 ist als steuerbares Rückschlagventil ausgebildet. Das erste Kontrollventil 64 verhindert einen Rückfluss des Hydraulikfluids von dem ersten Aktor 28, solange ein Steuerdruck von der ersten Verbindungsleitung 56 anliegt. Aus dem ersten Aktor 28 abfließendes Hydraulikfluid kann beispielsweise in einen nicht dargestellten Hydraulikfluidraum der Brennkraftmaschine abgelassen werden. Der Hydraulikfluidraum kann beispielsweise ein Ölraum der Brennkraftmaschine sein.

[0054] Zum Verschieben des Nockenträgers 26 durch den zweiten Aktor 30 erfolgt wiederum zunächst eine elektrische Freigabe des zweiten elektrisch betätigten 2-Wegeventils 66. Innerhalb des Nockengrundkreises kann das zweite mechanisch betätigte 2-Wegeventil 68 eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Aktor 30 und der Haupthydraulikleitung 54 herstellen. Der Stift 48 des zweiten Aktors 30 fährt aus, berührt die Aktorkontaktflächen 52 und verschiebt den Nockenträger 26 in die zweite Axialposition, während sich der Nockenträger 26 dreht.

[0055] Zum Dämpfen der axialen Verschiebung des Nockenträgers 26 sind elastische Elemente 72, 74, zum Beispiel Federn, vorgesehen. Die elastischen Elemente 72, 74 stützen den Nockenträger 26 an dem ersten Lagerbock 20 und dem zweiten Lagerbock 22 ab. Dazu sind die elastischen Elemente 72, 74 beispielsweise über Kugellager drehbar an dem entsprechenden Lagerbock 20, 22 gelagert. Alternativ könnten die elastischen Elemente 72, 74 auch an den Lagerböcken 20, 22 befestigt und beispielsweise über Kugellager drehbar mit dem Nockenträger 26 verbunden sein.

[0056] In der Figur 2 ist zusätzlich symbolisch die unter Bezugnahme auf Figur 1 beschriebene Arretierungsvorrichtung für den Nockenträger 26 mit einem Bezugszeichen 76 bezeichnet.

[0057] Die Figur 3 zeigt ein weiteres Hydrauliksystem 78. Das Hydrauliksystem 78 unterscheidet sich vom Hydrauliksystem 53 von Figur 2 insbesondere in der Dämpfung der Axialverschiebung des Nockenträgers 26. Das Hydrauliksystem 78 weist zum Dämpfen der Axialverschiebung des Nockenträgers 26 einen ersten Dämpfungszylinder 80 und einen zweiten Dämpfungszylinder 82 auf.

[0058] Ein Kolben des ersten Dämpfungszylinders 80 fährt aus, wenn der Stift 46 des ersten Aktors 28 ausfährt. Kontaktiert der Nockenträger 26 während der Axialverschiebung zur ersten Axialposition schließlich den Kolben des ersten Dämpfungszylinders 80, so wird der Kolben des ersten Dämpfungszylinders 80 eingeschoben. Dabei wird Hydraulikfluid aus dem ersten Dämpfungszylinder 80 ausgeschoben. Das Hydraulikfluid wird über eine erste Drossel 84 zu einem Hydraulikfluidraum der Brennkraftmaschine geleitet. Durch das Ausschieben des Hydraulikfluids wird die Axialbewegung des Nockenträgers 26 gedämpft.

[0059] Auf analoge Weise fährt ein Kolben des zweiten Dämpfungszylinders 82 aus, wenn der Stift 48 des zweiten Aktors 30 ausfährt. Aus dem zweiten Dämpfungszylinder 82 wird Hydraulikfluid ausgeschoben, wenn der Kolben des zweiten Dämpfungszylinders 82 durch den Nockenträger 26 eingeschoben wird. Das ausgeschobene Hydraulikfluid passiert die zweite Drossel 86 und gelangt zu dem Hydraulikfluidraum der Brennkraftmaschine.

[0060] Wenn Hydraulikfluid aus dem ersten Dämpfungszylinder 80 ausgeschoben wird, verhindert ein erstes Rückschlagventil 88, dass das Hydraulikfluid vom ersten Dämpfungszylinder 80 zu dem ersten Aktor 28 geleitet wird. Gleichermaßen verhindert ein zweites Rückschlagventil 90, das aus dem zweiten Dämpfungszylinder 82 ausgeschobenes Hydraulikfluid zu dem zweiten Aktor 30 geleitet wird.

[0061] Der erste Dämpfungszylinder 80 dämpft eine Axialverschiebung des Nockenträgers 26 zur zweiten Axialposition. Der zweite Dämpfungszylinder 82 dämpft eine Axialverschiebung des Nockenträgers 26 zur ersten Axialposition. Die Drosseln 84, 86 stellen einen Widerstand für das aus den entsprechenden Dämpfungszylinder 80, 82 ausfließende Hydraulikfluid dar, sodass eine gewünschte Dämpfung ermöglicht wird.

[0062] Der Vorteil der Verwendung der Dämpfungszylinder 80, 82 gegenüber der Verwendung der elastischen Elemente 72, 74 (vgl. Figur 2) liegt insbesondere darin, dass keine elastische Rückstellkraft, sondern nur eine Dämpfung durch die Dämpfungszylinder 80, 82 bewirkt wird.

[0063] Die Figur 4 zeigt ein weiteres Hydrauliksystem 92. Das Hydrauliksystem 92 unterscheidet sich vom Hydrauliksystem 78 von Figur 3 insbesondere darin, dass keine separaten Dämpfungszylinder vorgesehen sind. Die Dämpfung der Axialverschiebung des Nockenträgers 26 wird stattdessen durch die Aktoren 28, 30 selbst durchgeführt.

[0064] Im Einzelnen weist das Hydrauliksystem 92 ein erstes mechanisch betätigtes 4-Wegeventil 94 und ein zweites mechanisch betätigtes 4-Wegeventil 96 auf. Das erste mechanisch betätigte 4-Wegeventil 94 wird von dem ersten elektrisch betätigten 2-Wegeventil 60 angesteuert. Das zweite mechanisch betätigte 4-Wegeventil 96 wird von dem zweiten elektrisch betätigten 2-Wegeventil 66 angesteuert. Zusätzlich weist das Hydrauliksystem 92 ein drittes elektrisch betätigtes 2-Wegeventil 98 und ein viertes elektrisch betätigtes 2-Wegeventil 100 auf.

[0065] Zur Axialverschiebung des Nockenträgers 26 in die erste Axialposition wird das erste mechanisch betätigte 4-Wegeventil 94 von dem ersten elektrisch betätigten 2-Wegeventil 60 angesteuert. Das erste mechanisch betätigte 4-Wegeventil 94 stellt eine Fluidverbindung zwischen der Haupthydraulikleitung 54 und dem ersten Aktor 28 her. Der Stift 46 des ersten Aktors 28 fährt aus. Der Nockenträger 26 wird in einer Richtung zu der ersten Axialposition verschoben.

[0066] Zum Dämpfen der axialen Verschiebung des Nockenträgers 26 bei einer Verschiebung zur ersten Axialposition stellt das dritte elektrisch betätigte 2-Wegeventil 98 eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Aktor 30 und der Haupthydraulikleitung 54 her. Der ausgefahrene Stift 48 des zweiten Aktors 30 kontaktiert den Nockenträger 26, während der Nockenträger 26 sich zu der ersten Axialposition bewegt. Dabei wird der Stift 48 in den zweiten Aktor 30 eingeschoben. Hydraulikfluid wird aus dem zweiten Aktor 30 ausgeschoben. Das ausgeschobene Hydraulikfluid gelangt über das entsprechend eingestellte zweite mechanisch betätigte 4-Wegeventil 96 über die erste Drossel 84 zum Hydraulikfluidraum der Brennkraftmaschine. Beim Ausschieben des Hydraulikfluids wird die Verschiebebewegung des Nockenträgers 26 gedämpft.

[0067] Auf ähnliche Weise kann der Nockenträger 26 in die zweite Axialposition durch den zweiten Aktor 30 verschoben werden. Die Verschiebebewegung des Nockenträgers 26 kann dann durch den ersten Aktor 28 gedämpft werden. Dazu sind das vierte elektrisch betätigte 2-Wegeventil 100 und das erste mechanisch betätigte 4-Wegeventil 94 entsprechend geschaltet.

[0068] Wenn Hydraulikfluid aus dem ersten Aktor 28 ausgeschoben wird, verhindert das erste Rückschlagventil 88, dass das Hydraulikfluid zurück zum vierten elektrisch betätigten 2-Wegeventil 100 fließt. Gleichermaßen verhindert das zweite Rückschlagventil 90, dass aus dem zweiten Aktor 30 ausgeschobenes Hydraulikfluid zu dem dritten elektrisch betätigten 2-Wegeventil 98 geleitet wird.

[0069] Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt insbesondere darin, dass keine separaten Dämpfungszylinder oder elastischen Elemente zum Dämpfen der Axialverschiebung des Nockenträgers 26 vorgesehen werden müssen.

[0070] Die Figur 5 zeigt ein weiteres Hydrauliksystem 102. Das Hydrauliksystem 102 unterscheidet sich vom Hydrauliksystem 92 von Figur 4 insbesondere darin, dass eine gemeinsame Drossel 104 statt zweier separater Drosseln 84, 86 vorgesehen ist. Zusätzlich weisen die Ventile 94, 96 andere Neutralstellungen als in Figur 4 auf.

[0071] Die Figuren 6 bis 18 zeigen ein weiteres Hydrauliksystem 106 mit einer beispielhaften Konfiguration für den ersten Aktor 28 und den zweiten Aktor 30. Die Figuren 6 bis 15 zeigen den Ablauf einer Verschiebung des Nockenträgers 26 durch den ersten Aktor 28 zu der ersten Axialposition, während sich der Nockenträger 26 gemeinsam mit der Nockenwelle 24 (siehe Figur 1) dreht.

[0072] Das Hydrauliksystem 106 weist ein erstes elektrisch betätigtes 2-Wegeventil 108 und ein zweites elektrisch betätigtes 2-Wegeventil 110 auf. Zusätzlich weist das Hydrauliksystem 106 ein erstes Kontrollventil 112 und ein zweites Kontrollventil 114 sowie ein erstes Rückschlagventil 116 und ein zweites Rückschlagventil 118 auf. Ergänzend weist das Hydrauliksystem 106 die erste Drossel 84 und die zweite Drossel 86 auf.

[0073] Neben dem Stift 46 weist der erste Aktor 28 einen verschiebbaren Kolben 120, eine erste verschiebbare Hülse 122, eine zweite verschiebbare Hülse 124, ein erstes elastisches Element 126, ein zweites elastisches Elementen 128 und ein drittes elastisches Element 130 auf. Das erste elastische Element 126 spannt den Kolben 120 in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Stift 46 vor. Das zweite elastische Element 128 stützt den Stift 46 gegen die erste Hülse 124 ab. Das dritte elastische Element 130 spannt die zweite Hülse 124 in einer Richtung zu dem Kolben 120 vor. Eine Axialbewegung des Stifts 46 beim Ausfahren des Stifts 46 wird durch die zweite Hülse 124 begrenzt. Der Stift 46 ist in den Hülsen 122, 124 geführt.

[0074] Der zweite Aktor 30 ist identisch wie der erste Aktor 28 aufgebaut, mit einem Kolben 132, einer ersten Hülse 134, einer zweiten Hülse 136, einem ersten elastischen Element 138, einem zweiten elastischen Element 140 und einem dritten elastischen Element 142.

[0075] Die Figur 6 zeigt den ersten Aktor 28 und den zweiten Aktor 30 in einem nicht betätigten Zustand. Die Stifte 46 und 48 sind eingefahren. Das erste und zweite elektrisch betätigte 2-Wegeventil 108, 110 sind so geschaltet, dass Hydraulikfluid von dem ersten Aktor 28 und dem zweiten Aktor 30 zu einem Hydraulikfluidraum der Brennkraftmaschine geleitet wird.

[0076] Die Figur 7 zeigt den ersten Aktor 28 zu Beginn einer Betätigung. Das erste elektrisch betätigte 2-Wegeventil 108 lässt Hydraulikfluid von einer Hydraulikfluidquelle passieren. Das Hydraulikfluid wird in einen Steuerfluidraum zum Verschieben der ersten Hülse 122 geleitet.

[0077] Die Figur 8 zeigt, dass das in den Steuerfluidraum zum Verschieben der ersten Hülse 122 geleitete Hydraulikfluid die erste Hülse 122 zusammen mit der zweiten Hülse 124 und dem Stift 46 in Richtung zu der Aktorkontaktfläche 50 verschoben hat. Die erste Hülse 122, die zweite Hülse 124 und der Stift 46 haben sich gegen die Vorspannkraft des dritten elastischen Elements 130 verschoben. Das dritte elastische Element 130 ist zusammengedrückt. Der Stift 46 berührt die Aktorkontaktfläche 50 in einem Bereich, in der die Aktorkontaktfläche 50 den größten Abstand zum ersten Aktor 28 aufweist.

[0078] Durch die Verschiebung der zweiten Hülse 124 und des Stifts 46 ist ein Hydraulikkanal der zweiten Hülse 124 mit einem Hydraulikkanal des Stifts 46 ausgerichtet. Der Hydraulikkanal der zweiten Hülse 124 und der Hydraulikkanal des Stifts 46 stellen eine Fluidverbindung zwischen der Hydraulikfluidquelle und einem Steuerfluidraum zum Verschieben des Kolbens 120 her. Hydraulikfluid fließt durch die Hydraulikkanäle der zweiten Hülse 124 und des Stifts 46 zu dem Steuerfluidraum zum Verschieben des Kolbens 120.

[0079] Die Figur 9 zeigt, dass das in den Steuerfluidraum zum Verschieben des ersten Kolbens 120 geleitete Hydraulikfluid den Kolben 120 in einer Richtung zu der Aktorkontaktfläche 50 verschoben hat. Der Kolben 120 hat sich gegen die Vorspannkraft des ersten elastischen Elements 126 verschoben. Der Kolben 120 kontaktiert den Stift 46, um diesen zu verrasten.

[0080] Die Figuren 10 und 11 zeigen, dass der Stift 46 durch Drehung des Nockenträgers 26 schließlich in Eingriff mit der zweiten Rampe 50B gelangt. Der durch den Kolben 120 verrastete Stift 46 schiebt den Nockenträger 26 in einer Richtung zu dem zweiten Aktor 30.

[0081] Die Figur 12 zeigt, dass der Nockenträger 26 zum Ende der durch den ersten Aktor 28 bewirkten Verschiebebewegung den Stift 48 über die Aktorkontaktfläche 52 berührt. Durch die Berührung wird der Stift 48 gegen die Vorspannkraft des zweiten elastischen Elements 140 in Richtung zu dem Kolben 132 des zweiten Aktors 30 verschoben. Dadurch wird eine Verschiebebewegung des Nockenträgers 26 gedämpft.

[0082] Die Figur 13 zeigt, dass die Vorspannkraft des zweiten elastischen Elements 140 den Stift 48 wieder in seine Ausgangsposition bewegt hat. Der Nockenträger 26 wurde dadurch ein wenig in Richtung zu dem ersten Aktor 28 verschoben. Der Nockenträger 26 liegt nun mittig zwischen dem ersten Aktor 28 und dem zweiten Aktor 30. In dieser Stellung kann die Arretierungsvorrichtung 76 (vgl. beispielsweise Figuren 2 bis 5) den Nockenträger 26 axial auf der Nockenwelle 24 (siehe Figur 1) sichern.

[0083] Die Figur 14 zeigt, dass das erste elektrisch betätigte 2-Wegeventil 108 umgeschaltet wurde. Das erste elektrisch betätigte 2-Wegeventil 108 stellt eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Aktor 28 und einem Hydraulikfluidraum der Brennkraftmaschine über die erste Drossel 86 her. Das Hydraulikfluid aus dem Steuerraum zum Verschieben des Kolbens 120 fließt zurück durch die Hydraulikkanäle der zweiten Hülse 124 und des Stifts 46 in Richtung zu dem ersten elektrisch betätigten 2-Wegeventil 108. Zusätzlich fließt das Hydraulikfluid aus dem Steuerraum zum Verschieben des Kolbens 120 über das erste Kontrollventil 112 in Richtung zu dem ersten elektrisch betätigten 2-Wegeventil 108. Gleichzeitig fließt Hydraulikfluid aus dem Steuerraum zum Verschieben der ersten Hülse 128 in Richtung zu dem ersten elektrisch betätigten 2-Wegeventil 108.

[0084] Die Figur 15 zeigt, dass sich durch das Ausfließen des Hydraulikfluids der Kolben 120 in einer Richtung entgegengesetzt zu dem zweiten Aktor 30 gemäß der Vorspannkraft des ersten elastischen Elements 126 verschoben hat. Zusätzlich haben sich die erste Hülse 122, die zweite Hülse 124 und der Stift 46 gemeinsam entgegengesetzt zu dem zweiten Aktor 30 gemäß der Vorspannkraft des dritten elastischen Elements 130 verschoben. Der Stift 46 ist eingefahren.

[0085] Aus dem in Figur 15 gezeigten Zustand kann der Nockenträger 26 durch Betätigung des zweiten Aktors 30 zurück in die zweite Axialposition verschoben werden. Die Funktionsweise des zweiten Aktors 30 zum Verschieben ist dabei identisch zu der des ersten Aktors 28 beim Verschieben in die erste Axialposition. Die Funktionsweise des ersten Aktors 28 zum Dämpfen der Verschiebebewegung ist ebenfalls identisch zu der des zweiten Aktors 30 beim Dämpfen der Verschiebung in die erste Axialposition.

[0086] In den Figuren 16 bis 18 ist dargestellt, dass eine Verschiebung des Nockenträgers 26 durch den ersten Aktor 28 nur durchgeführt wird, wenn der Stift 46 bei maximalem Abstand mit der Rampe 50B in Eingriff ist. Gelangt der Stift 46 mit der Aktorkontaktfläche 50 auf der Rampe 50B oder außerhalb der Rampe 50B in Eingriff, findet keine Verschiebung des Nockenträgers 26 statt.

[0087] Die Figur 16 zeigt ähnlich zur Figur 6 den ersten Aktor 28 und den zweiten Aktor 30 in einem nicht betätigten Zustand. Die Stifte 46 und 48 sind eingefahren. Das erste und zweite elektrisch betätigte 2-Wegeventil 108, 110 sind so geschaltet, dass Hydraulikfluid von dem ersten Aktor 28 und dem zweiten Aktor 30 zu einem Hydraulikfluidraum der Brennkraftmaschine geleitet wird.

[0088] Die Figur 17 zeigt den ersten Aktor 28 zu Beginn einer Betätigung. Das erste elektrisch betätigte 2-Wegeventil 108 lässt Hydraulikfluid von einer Hydraulikfluidquelle passieren. Das Hydraulikfluid wird in einen Steuerfluidraum zum Verschieben der ersten Hülse 122 geleitet. Der Stift 46 liegt bereits an der Aktorkontaktfläche 50 an. D.h., der Stift 46 berührt die Aktorkontaktfläche 50 in einem Bereich, in dem die Aktorkontaktfläche 50 den geringsten Abstand zum ersten Aktor 28 aufweist.

[0089] Die Figur 18 zeigt, dass das in den Steuerfluidraum zum Verschieben der ersten Hülse 122 geleitete Hydraulikfluid die erste Hülse 122 zusammen mit der zweiten Hülse 124 in Richtung zu der Aktorkontaktfläche 50 verschoben hat. Der Stift 46 hat sich hier jedoch nicht mit der ersten Hülse 122 und der zweiten Hülse 124 in Richtung zu der Aktorkontaktfläche 50 verschoben, da der Stift 46 bereits in Kontakt mit der Aktorkontaktfläche 50 war. Die relative Verschiebung zwischen der ersten Hülse 122 und dem Stift 46 führt zu einem Zusammendrücken des zweiten elastischen Elements 128. Die Hydraulikkanäle des Stifts 46 und der zweiten Hülse 124 sind nicht miteinander ausgerichtet. Dadurch wird keine Fluidverbindung zwischen dem ersten elektrisch betätigten 2-Wegeventil 108 und dem Steuerraum zum Verschieben des Kolbens 120 hergestellt.

[0090] Der Stift 46 wird erst ausfahren, wenn er in Kontakt mit der ersten Rampe 50A (siehe Figur 1) und dem Bereich der Aktorkontaktfläche 50, in dem die Aktorkontaktfläche 50 den größten Abstand zum ersten Aktor 28 aufweist, gelangt. Damit kann sichergestellt werden, dass eine axiale Verschiebung des Nockenträgers 26 nur im Bereich des Grundkreises stattfindet.

[0091] Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.

Bezugszeichenliste

[0092] 

10

Variabler Ventiltrieb

12

Gaswechselventil

14

Gaswechselventil

16

Schiebenockensystem

18

Kraftübertragungseinrichtung

20

Erster Lagerbock

22

Zweiter Lagerbock

24

Nockenwelle

26

Nockenträger

28

Erster Aktor

30

Zweiter Aktor

32

Erster Nocken

34

Zweiter Nocken

36

Erste Schaltkulisse

38

Zweite Schaltkulisse

40

Kipphebel

42

Kipphebelachse

44

Nockenfolger

46

Stift

48

Stift

50

Aktorkontaktfläche

50A

Erste Rampe

50B

Zweite Rampe

52

Aktorkontaktfläche

52A

Erste Rampe

52B

Zweite Rampe

53

Hydrauliksystem

54

Hydraulikhauptleitung

56

Erste Verbindungsleitung

58

Zweite Verbindungsleitung

60

Erstes elektrisch betätigtes Ventil

62

Erstes mechanisch betätigtes Ventil

64

Erstes Kontrollventil

66

Zweites elektrisch betätigtes Ventil

68

Zweites mechanisch betätigtes Ventil

70

Zweites Kontrollventil

72

Erstes elastisches Element

74

Zweites elastisches Element

76

Arretierungsvorrichtung

78

Hydrauliksystem

80

Erster Dämpfungszylinder

82

Zweiter Dämpfungszylinder

84

Erste Drossel

86

Zweite Drossel

88

Erstes Rückschlagventil

90

Zweites Rückschlagventil

92

Hydrauliksystem

94

Erstes mechanisch betätigtes 4-Wegeventil

96

Zweites mechanisch betätigtes 4-Wegeventil

98

Drittes elektrisch betätigtes 2-Wegeventil

100

Viertes elektrisch betätigtes 2-Wegeventil

102

Hydrauliksystem

104

Gemeinsame Drossel

106

Hydrauliksystem

108

Erstes elektrisch betätigtes 2-Wegeventil

110

Zweites elektrisch betätigtes 2-Wegeventil

112

Erstes Kontrollventil

114

Zweites Kontrollventil

116

Erstes Rückschlagventil

118

Zweites Rückschlagventil

120

Kolben

122

Erste Hülse

124

Zweite Hülse

126

Erstes elastisches Element

128

Zweites elastisches Element

130

Drittes elastisches Element

132

Kolben

134

Erste Hülse

136

Zweite Hülse

138

Erstes elastisches Element

140

Zweites elastisches Element

142

Drittes elastisches Element

Ansprüche

1. Schiebenockensystem (16) für eine Brennkraftmaschine, aufweisend:

eine Nockenwelle (24);

einen Nockenträger (26), der drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle (24) angeordnet ist, wobei der Nockenträger (26) eine erste Schaltkulisse (36) und, vorzugsweise, eine zweite Schaltkulisse (38) aufweist;

einen ersten Aktor (28) mit einem entlang einer Längsachse der Nockenwelle (24) verschiebbaren Element (46), insbesondere Stift, das zum axialen Verschieben des Nockenträgers (26) in einer ersten Richtung in Kontakt mit der ersten Schaltkulisse (36) bringbar ist; und vorzugsweise

einen zweiten Aktor (30) mit einem entlang der Längsachse der Nockenwelle (24) verschiebbaren Element (48), insbesondere Stift, das zum axialen Verschieben des Nockenträgers (26) in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegensetzt ist, in Kontakt mit der zweiten Schaltkulisse (38) bringbar ist.

2. Schiebenockensystem (16) nach Anspruch 1, wobei:

der erste Aktor (28) in oder an einem ersten Lagerbock (20), der die Nockenwelle (24) drehbar lagert, aufgenommen ist; und/oder

der zweite Aktor (30) in oder an einem zweiten Lagerbock (22), der die Nockenwelle (24) drehbar lagert, aufgenommen ist.

3. Schiebenockensystem (16) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei:

die erste Schaltkulisse (36) und/oder die zweite Schaltkulisse (38) stufenförmig ausgebildet ist; und/oder

die erste Schaltkulisse (36) an einem ersten Ende des Nockenträgers (26) und die zweite Schaltkulisse (38) an einem entgegengesetzten zweiten Ende des Nockenträgers (26) angeordnet sind.

4. Schiebenockensystem (16) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:

die erste Schaltkulisse (36) eine Aktorkontaktfläche (50) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung um die Längsachse der Nockenwelle (24) erstreckt; und/oder

die zweite Schaltkulisse (38) eine Aktorkontaktfläche (52) aufweist, die sich in einer Umfangsrichtung um die Längsachse der Nockenwelle (24) erstreckt.

5. Schiebenockensystem (16) nach Anspruch 4, wobei:

die Aktorkontaktfläche (50) der ersten Schaltkulisse (36) eine erste Rampe (50A) und eine zweite Rampe (50B) aufweist, wobei die erste Rampe (50A) der Aktorkontaktfläche (50) der ersten Schaltkulisse (36) einen Abstand zwischen dem ersten Aktor (28) und der Aktorkontaktfläche (50) der ersten Schaltkulisse (36) bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle (24) vergrößert und die zweite Rampe (50B) der Aktorkontaktfläche (50) der ersten Schaltkulisse (36) einen Abstand zwischen dem ersten Aktor (28) und der Aktorkontaktfläche (50) der ersten Schaltkulisse (36) bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle (24) verkleinert; und/oder

die Aktorkontaktfläche (52) der zweiten Schaltkulisse (38) eine erste Rampe (52A) und eine zweite Rampe (52B) aufweist, wobei die erste Rampe (52A) der Aktorkontaktfläche (52) der zweiten Schaltkulisse (38) einen Abstand zwischen dem zweiten Aktor (30) und der Aktorkontaktfläche (52) der zweiten Schaltkulisse (38) bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle (24) vergrößert und die zweite Rampe (52B) der Aktorkontaktfläche (52) der zweiten Schaltkulisse (38) einen Abstand zwischen dem zweiten Aktor (30) und der Aktorkontaktfläche (52) der zweiten Schaltkulisse (38) bezüglich einer Drehrichtung der Nockenwelle (24) verkleinert.

6. Schiebenockensystem (16) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Aktor (28) und/oder der zweite Aktor (30) hydraulisch, elektrisch und/oder pneumatisch betätigt ist.

7. Schiebenockensystem (16) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine axiale Verschiebung des Nockenträgers (26) hydraulisch und/oder über ein elastisches Element (72, 74) gedämpft wird.

8. Schiebenockensystem (16) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:

ein erstes elastisches Element (72), das den Nockenträger (26) in der zweiten Richtung vorspannt; und/oder

ein zweites elastisches Element (74), das den Nockenträger (26) in der ersten Richtung vorspannt.

9. Schiebenockensystem (16) nach Anspruch 8, wobei:

das erste elastische Element (72) den Nockenträger (26) an einem Lagerbock (22) zum drehbaren Lagern der Nockenwelle (24) abstützt und drehbar um die Längsachse der Nockenwelle (24) bezüglich des Lagerbocks (22) oder des Nockenträgers (26) gelagert ist; und/oder

das zweite elastische Element (74) den Nockenträger (26) an einem Lagerbock (20) zum drehbaren Lagern der Nockenwelle (24) abstützt und drehbar um die Längsachse der Nockenwelle (24) bezüglich des Lagerbocks (20) oder des Nockenträgers (26) gelagert ist.

10. Schiebenockensystem (16) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:

einen ersten hydraulischen Dämpfungszylinder (80), der zum Dämpfen einer axialen Verschiebung des Nockenträgers (26) in der ersten Richtung angeordnet ist; und/oder

einen zweiten hydraulischen Dämpfungszylinder (82), der zum Dämpfen einer axialen Verschiebung des Nockenträgers (26) in der zweiten Richtung angeordnet ist.

11. Schiebenockensystem (16) nach Anspruch 10, ferner aufweisend:

eine erste Drossel (84), die stromabwärts des ersten hydraulischen Dämpfungszylinders (80) angeordnet ist; und/oder

eine zweite Drossel (86), die stromabwärts des zweiten hydraulischen Dämpfungszylinders (82) angeordnet ist.

12. Schiebenockensystem (16) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:

der zweite Aktor (30) eine axiale Verschiebung des Nockenträgers (26) dämpft, wenn der erste Aktor (28) den Nockenträger (26) in der ersten Richtung axial verschiebt; und/oder

der erste Aktor (28) eine axiale Verschiebung des Nockenträgers (26) dämpft, wenn der zweite Aktor (30) den Nockenträger (26) in der zweiten Richtung axial verschiebt.

13. Schiebenockensystem (16) nach Anspruch 12, wobei

der zweite Aktor (30) eine axiale Verschiebung des Nockenträgers (26) hydraulisch und/oder über ein elastisches Element (140) des zweiten Aktors (30) dämpft; und/oder

der erste Aktor (28) eine axiale Verschiebung des Nockenträgers (26) hydraulisch und/oder über ein elastisches Element (128) des ersten Aktors (28) dämpft.

14. Variabler Ventiltrieb (10) für eine Brennkraftmaschine, mit:

einem Schiebenockensystem (16) nach einem der vorherigen Ansprüche;

mindestens einem Gaswechselventil (12, 14);

einer Kraftübertragungseinrichtung (18), die in Abhängigkeit von einer Axialposition des Nockenträgers (26) wahlweise einen ersten Nocken (32) des Nockenträgers (26) in Wirkverbindung zu dem mindestens einen Gaswechselventil (12, 14) setzt oder einen zweiten Nocken (34) des Nockenträgers (26) in Wirkverbindung zu dem mindestens einen Gaswechselventil (12, 14) setzt.

15. Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem Schiebenockensystem (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 oder einem variablen Ventiltrieb (10) nach Anspruch 14.

Zeichnung