(19) |
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(11) |
EP 2 396 520 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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01.04.2015 Patentblatt 2015/14 |
(22) |
Anmeldetag: 26.01.2010 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2010/000429 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2010/091780 (19.08.2010 Gazette 2010/33) |
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(54) |
VENTILTRIEBUMSCHALTVORRICHTUNG
VALVE DRIVE CONTROL DEVICE
DISPOSITIF DE COMMUTATION DE DISTRIBUTION
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO
PL PT RO SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
11.02.2009 DE 102009008422
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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21.12.2011 Patentblatt 2011/51 |
(73) |
Patentinhaber: Daimler AG |
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70327 Stuttgart (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- MEINTSCHEL, Jens
02994 Bernsdorf (DE)
- STOLK, Thomas
73230 Kirchheim (DE)
- VON GAISBERG-HELFENBERG, Alexander
71717 Beilstein (DE)
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(74) |
Vertreter: JENSEN & SON |
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366-368 Old Street London
EC1V 9LT London
EC1V 9LT (GB) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A1-102006 015 233 DE-A1-102006 059 188
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DE-A1-102006 051 809 DE-U1- 20 114 466
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebumschaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
[0002] Die
DE 10 2006 051 809 A1 offenbart eine Ventiltriebumschaltvorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine,
zur Schaltung eines Ventiltriebs mit zumindest einem Schaltankerelement, das für eine
Schaltbewegung vorgesehen ist, und mit einem Schaltelement, das für eine Kopplung
mit einer Schaltkulisse eines Nockenelements vorgesehen ist, wobei das Schaltankerelement
und das Schaltelement in einer Längsrichtung relativ zueinander bewegt werden können.
[0003] Aus der
DE 10 2006 015 233 A1 ist eine Ventiltriebumschaltvorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, zur
Schaltung eines Ventiltriebs bekannt. Die Ventiltriebumschaltvorrichtung umfasst zumindest
ein Schaltankerelement, das für eine Schaltbewegung vorgesehen ist, und ein Schaltelement,
das für eine Kopplung mit einer Schaltkulisse eines Nockenelements vorgesehen ist,
wobei das Schaltankerelement und das Schaltelement miteinander gekoppelt sind.
[0004] In der
DE 10 2006 059 188 A1 ist eine Ventiltriebumschaltvorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, zur
Schaltung eines Ventiltriebs beschrieben, welche zumindest ein Schaltankerelement,
das für eine Schaltbewegung vorgesehen ist, und ein Schaltelement, das für eine Kopplung
mit einer Schaltkulisse eines Nockenelements vorgesehen ist, aufweist, wobei eine
Verkoppelung von Schaltankerelement und Schaltelement vorgesehen ist.
[0005] Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen durch die Ventiltriebumschaltvorrichtung
ausgelösten Schaltvorgang zu optimieren. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0006] Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebumschaltvorrichtung, insbesondere einer
Brennkraftmaschine, zur Schaltung eines Ventiltriebs mit zumindest einem Schaltankerelement,
das für eine Schaltbewegung vorgesehen ist, und mit einem Schaltelement, das für eine
Kopplung mit einer Schaltkulisse eines Nockenelements vorgesehen ist
[0007] Es wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebumschaltvorrichtung eine Koppeleinheit
aufweist, die dazu vorgesehen ist, das Schaltankerelement und das Schaltelement in
zumindest einem Freiheitsgrad beweglich zueinander zu koppeln. Dadurch kann eine vorteilhafte
Führung des Schaltelements erreicht werden, wodurch ein mittels der Ventiltriebumschaltvorrichtung
durchgeführter Schaltvorgang besonders einfach optimiert werden kann. Unter einem
"Freiheitsgrad" soll insbesondere ein Bewegungsparameter eines Systems verstanden
werden, der von weiteren Parametern unabhängig ist, wie beispielsweise eine Linearbewegung
und/oder eine Drehbewegung. Vorzugsweise weist die Koppeleinheit zumindest zwei Freiheitsgrade
und besonders bevorzugt zumindest drei Freiheitsgrade auf.
[0008] Vorzugsweise ist das Schaltelement zumindest teilweise als ein Gleitschuh ausgebildet.
Dadurch kann das Schaltelement besonders vorteilhaft an die Schaltkulisse gekoppelt
werden.
[0009] Weiter wird vorgeschlagen, dass das Schaltankerelement zumindest teilweise als ein
Schaltpin ausgebildet ist. Dadurch kann das Schaltelement besonders einfach an die
Schaltbewegung des Schaltankers gekoppelt werden.
[0010] Ferner wird vorgeschlagen, dass die Koppeleinheit für zumindest einen als Drehbewegung
ausgebildeten Freiheitsgrad vorgesehen ist. Dadurch kann eine besonders einfache und
vorteilhafte Kopplung zwischen dem Schaltelement und dem Schaltankerelement erreicht
werden.
[0011] Ferner wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Freiheitsgrad als eine Drehbewegung
um eine Drehachse entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Schaltankerelements
ausgebildet ist. Dadurch kann sich das Schaltelement in seiner Ausrichtung besonders
vorteilhaft an einen Verlauf der Kulissenbahn anpassen und dem Verlauf einer Verschiebekurve
der Kulissenbahn besonders einfach folgen. Vorzugsweise ist die Drehbewegung als eine
freie Drehbewegung ausgebildet, bei der ein möglicher Winkel der Drehbewegung 360°
beträgt und somit eine freie Rotationsbewegung möglich ist. Grundsätzlich kann die
Drehbewegung aber auch beschränkt sein.
[0012] Weiter wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Freiheitsgrad als eine Drehbewegung
um eine Drehachse entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Schaltelements ausgebildet
ist. Dadurch kann ein seitliches Verkippen des Schaltelements effektiv kompensiert
werden. Vorteilhafterweise ist diese Drehbewegung als eine beschränkte Drehbewegung
ausgebildet, d.h. eine Drehbewegung, deren möglicher Winkel auf einen Winkelbereich
kleiner 360° beschränkt ist.
[0013] Ferner wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Freiheitsgrad als eine Drehbewegung
um eine Drehachse senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des Schaltankerelements
und/oder senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des Schaltelements ausgebildet
ist. Dadurch kann besonders vorteilhaft ein Höhenverlauf der Kulissenbahn kompensiert
werden. Vorzugsweise ist auch diese Drehbewegung als eine beschränkte Drehbewegung
ausgebildet.
[0014] Ferner wird vorgeschlagen, dass die Koppeleinheit einen Kugelkopf und eine zu dem
Kugelkopf korrespondierende Ausnehmung umfasst. Dadurch kann die Koppeleinheit konstruktiv
besonders einfach ausgeführt werden. Insbesondere kann dadurch eine Koppeleinheit
bereitgestellt werden, die lediglich Freiheitsgrade aufweist, die als Drehbewegungen
ausgebildet sind.
[0015] Weiter wird vorgeschlagen, dass der Kugelkopf an einem Ende des Schaltankerelements
angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders einfache Ausbildung der Koppeleinheit
erreicht werden.
[0016] Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmung zumindest teilweise innerhalb des
Schaltelements ausgebildet ist. Dadurch kann besonders einfach eine Führung des Schaltelements
bereitgestellt werden. Außerdem kann durch die Ausgestaltung der als Aufnahme für
den Kugelkopf ausgebildeten Ausnehmung innerhalb des Schaltelements ein zusätzlicher
Bauraum eingespart werden. Unter "innerhalb des Schaltelements" soll dabei insbesondere
räumlich zwischen Funktionsflächen des Schaltelements verstanden werden.
[0017] Vorzugsweise ist die Koppeleinheit für eine formschlüssige Kopplung vorgesehen. Dadurch
kann eine Kopplung zwischen dem Schaltankerelement und dem Schaltelement bereitgestellt
werden, die besonders einfach zu montieren ist und die eine hohe Belastbarkeit aufweist.
[0018] Weiter wird vorgeschlagen, dass das Schaltelement rotationsasymmetrisch ausgebildet
ist. Dadurch kann eine vorteilhafte Führung des Schaltelements mittels der Schaltkulisse
erreicht werden. Unter "rotationsasymmetrisch" soll dabei insbesondere zumindest teilweise
ellipsenförmig verstanden werden.
[0019] Ferner wird vorgeschlagen, dass das Schaltelement einen Schlitz aufweist, der dazu
vorgesehen ist, ein Federmittel für eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaltankerelement
und dem Schaltelement bereitzustellen. Dadurch kann ein besonders einfaches Federmittel
zur Herstellung einer montagefreundlichen formschlüssigen Verbindung bereitgestellt
werden, da dadurch die Koppeleinheit für eine Schnappverbindung vorgesehen werden
kann. Grundsätzlich sind aber auch andere Federmittel zur Herstellung einer Schnappverbindung
zwischen dem Schaltelement und dem Schaltankerelement denkbar. Beispielsweise kann
auch eine in das Schaltelement eingesetzte Hülse zur Bereitstellung eines Federmittels
vorgesehen werden.
[0020] Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Schaltelement eine Seitenfläche aufweist, die
zumindest teilweise als zumindest eine Funktionsfläche ausgebildet ist und die dazu
vorgesehen ist, mit zumindest einer Flanke einer Kulissenbahn der Schaltkulisse zu
korrespondieren. Dadurch kann ein wandernder Berührpunkt zwischen Funktionsfläche
und Flanke der Kulissenbahn realisiert werden, wodurch eine Toleranz gegenüber Winkelfehlern
von Bauteilen der Ventiltriebumschaltvorrichtung erhöht werden kann. Insbesondere
kann dadurch effektiv und konstruktiv einfach ein Verschleiß des Schaltelements und
der Kulissenbahn reduziert werden. Unter einer "Funktionsfläche" soll insbesondere
ein Bereich an der Seitenfläche des Schaltelements zur funktionellen Kopplung mit
der Schaltkulisse verstanden werden. Unter "korrespondierend" soll insbesondere verstanden
werden, dass eine Krümmung der Funktionsfläche an eine Krümmung der Flanke der Kulissenbahn
angepasst ist.
[0021] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung
und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird
die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren
Kombinationen zusammenfassen.
[0022] Dabei zeigen:
- Fig. 1
- eine Aufsicht auf eine Ventiltriebumschaltvorrichtung mit axial verschiebbaren Nockenelementen,
- Fig. 2
- einen Betätigungsaktuator der Ventiltriebumschaltung,
- Fig. 3
- ein Schaltankerelement und ein Schaltelement des Betätigungsaktuators in einem demontierten
Zustand,
- Fig. 4
- das Schaltankerelement und das Schaltelement in einem montierten Zustand,
- Fig. 5
- eine Aufsicht auf das Schaltankerelement und das Schaltelement und
- Fig. 6
- das Schaltelement in einem geschalteten Zustand.
[0023] Figur 1 zeigt eine Ventiltriebumschaltvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die
Ventiltriebumschaltvorrichtung weist zumindest ein Nockenelement 13 auf, das axial
verschiebbar und drehfest mit einer Grundwelle 30 verbunden ist. Weiter weist die
Ventiltriebumschaltvorrichtung eine Betätigungsvorrichtung 31 auf, mittels der eine
Schaltkraft zum Verschieben des zumindest einen Nockenelements 13 bereitgestellt wird.
[0024] Die Betätigungsvorrichtung 31 weist eine Schalteinheit 32 mit zumindest einem Betätigungsaktuator
33 und mit einer Schaltkulisse 12 mit zumindest einer Kulissenbahn 29 auf. Der Betätigungsaktuator
33 umfasst ein Schaltankerelement 10 sowie ein Schaltelement 11. In einer Schaltstellung,
in der das Schaltankerelement 10 ausgefahren ist, greift das Schaltelement 11 in die
Schaltkulisse 12 ein, wodurch eine Drehbewegung des Nockenelements 13 in die axial
wirkende Schaltkraft bereitgestellt wird. In einer Neutralstellung ist das Schaltelement
11 aus der Schaltkulisse 12 zurückgezogen. Ein zweiter, nicht näher bezeichneter Betätigungsaktuator
zum Eingriff in eine zweite Kulissenbahn ist analog ausgestaltet.
[0025] Der Betätigungsaktuator 33 weist eine Elektromagneteinheit 34 mit einer Statoreinheit
35 und einer Ankereinheit 36 auf. Die Statoreinheit 35 umfasst eine Spule 37 und einen
Spulenkern 38, mittels dem ein durch die Spule 37 erzeugbares Spulenmagnetfeld verstärkt
wird. Die Ankereinheit 36 umfasst einen Permanentmagneten 39, der fest mit dem Schaltankerelement
10 verbunden ist. Mittels der Spule 37 und des Permanentmagneten 39 wird eine Betätigungskraft
zum Schalten des Schaltankerelements 10 bereitgestellt, die entlang einer Haupterstreckungsrichtung
15 des Schaltankerelements 10 wirkt. Das Schaltankerelement 10 ist entlang seiner
Haupterstreckungsrichtung 15 beweglich gelagert.
[0026] Das Schaltankerelement 10 des Betätigungsaktuators 33 ist teilweise als ein Schaltpin
40 ausgebildet. Das Schaltelement 11 des Betätigungsaktuators 33 ist als ein Gleitschuh
ausgebildet (vgl. Figur 2). Das als Gleitschuh ausgebildete Schaltelement 11 ist einstückig
ausgeführt und steht in der Schaltstellung in Eingriff mit der Kulissenbahn 29. Der
Schaltpin 40 ist in einem Aktuatorgehäuse 41 des Betätigungsaktuators 33 gelagert.
Er ist durch das Aktuatorgehäuse 41 hindurch geführt.
[0027] Ist die Spule 37 unbestromt, wechselwirkt der Permanentmagnet 39 mit dem umgebenden
Material. In der Neutralstellung wechselwirkt der Permanentmagnet 39 insbesondere
mit dem Spulenkern 38 der Elektromagneteinheit 34, der aus einem magnetisierbaren
Material besteht. In der Schaltstellung wechselwirkt der Permanentmagnet 39 insbesondere
mit dem Aktuatorgehäuse 41 des Betätigungsaktuators 33. In einem unbestromten Betriebszustand
stabilisiert der Permanentmagnet 39 das Schaltelement 11 in der Schaltstellung bzw.
der Neutralstellung. Der Betätigungsaktuator 33 ist als ein bistabiles System ausgeführt,
das in einem unbestromten Zustand der Schaltstellung oder der Neutralstellung zustrebt.
[0028] In einem Betriebszustand, in dem die Elektromagneteinheit 34 bestromt ist, wechselwirkt
das Permanentmagnetfeld des Permanentmagneten 39 mit dem Spulenmagnetfeld der Spule
37. Abhängig von einer Polarisierung des Permanentmagneten 39 und der Elektromagneteinheit
34 kann dabei eine anziehende Kraft und eine abstoßende Kraft realisiert werden. Eine
Polarisierung der Elektromagneteinheit 34 lässt sich mittels einer Stromrichtung,
mit der die Spule 37 bestromt wird, einstellen. Um das Schaltankerelement 10 von seiner
Neutralstellung in die Schaltstellung auszufahren, wird die Spule 37 in der Stromrichtung
bestromt, für die zwischen der Elektromagneteinheit 34 und dem Permanentmagneten 39
eine abstoßende Kraft wirkt.
[0029] Zur Bereitstellung der axial wirkenden Schaltkraft weist die Kulissenbahn 29 eine
axiale und eine radiale Richtungskomponente auf. Befindet sich der Betätigungsaktuator
33 in der Schaltstellung, wirkt durch die axiale Richtungskomponente der Kulissenbahn
29 eine Drehbewegung des Nockenelements 13 als die axial wirkende Kraft, mittels der
das Nockenelement 13 verschoben wird. Um nach einem Verschieben des Nockenelements
13 den Betätigungsaktuator 33 in seine Neutralstellung zu bewegen, weist die Kulissenbahn
29 ein Ausspursegment 42 auf, in dem ein Nutgrund 43 der Kulissenbahn 29 bis auf ein
Grundkreisniveau ansteigt. Durch das Ausspursegment 42 wirkt auf den Betätigungsaktuator
33 eine Kraft, die das Schaltankerelement 10 in seine Neutralstellung zurückbewegt.
[0030] Bei einem Einfahrschaltvorgang, in dem das Schaltankerelement 10 mittels des Ausspursegments
42 von seiner Schaltstellung in die Neutralstellung bewegt wirkt, strebt das Schaltankerelement
10 in einer ersten Phase durch eine Wechselwirkung zwischen dem Permanentmagneten
39 und dem Aktuatorgehäuse 41 der Schaltstellung zu. In einer zweiten Phase löst sich
das Schaltankerelement 10 von dem Nutgrund 43 und strebt durch die Wechselwirkung
zwischen dem Permanentmagneten 39 und dem Spulenkern 38 der Neutralstellung zu. Das
Schaltankerelement 10 wird durch die Wechselwirkung zwischen dem Permanentmagneten
39 und dem Spulenkern 38 in der zweiten Phase unabhängig von der Drehbewegung des
Nockenelements 13 in seine Neutralstellung bewegt.
[0031] Das Schaltankerelement 10 und das Schaltelement 11 sind mittels einer Koppeleinheit
14 beweglich miteinander gekoppelt. Die Koppeleinheit 14 umfasst einen an einem Ende
21 des Schaltankerelements 10 angeordneten Kugelkopf 19 sowie eine zu dem Kugelkopf
19 korrespondierende Ausnehmung 20, die in dem Schaltelement 11 angeordnet ist (vgl.
Figur 3). Das Schaltankerelement 10 und der Kugelkopf 19 sind einstückig ausgeführt.
In einem montierten Zustand sind das Schaltankerelement 10 und das Schaltelement 11
mittels des Kugelkopfs 19 und der korrespondierenden Ausnehmung 20 formschlüssig miteinander
verbunden. Die Ausnehmung 20 des Schaltelements 11 nimmt den Kugelkopf 19 in sich
auf. Mittels der Koppeleinheit 14 sind das Schaltankerelement 10 und das Schaltelement
11 in drei Freiheitsgraden beweglich zueinander gekoppelt.
[0032] Die drei Freiheitsgrade sind als voneinander unabhängige Drehbewegungen zwischen
dem Schaltankerelement 10 und dem Schaltelement 11 ausgebildet. Drehachsen 16, 18,
44 für alle drei Freiheitsgrade sind mittels des Kugelkopfs 19 und der Ausnehmung
20 definiert. Die drei Drehachsen 16, 18, 44 weisen einen gemeinsamen Schnittpunkt
45 auf. Die drei Drehachsen 16, 18, 44 sind senkrecht zueinander ausgerichtet (vgl.
Figur 6).
[0033] Die Drehachse 16 für die Drehbewegung des ersten Freiheitsgrads verläuft entlang
der Haupterstreckungsrichtung 15 des Schaltankerelements 10. Das Schaltelement 11
kann sich in einem Winkel von 360° frei um die als Drehachse 16 ausgebildete Haupterstreckungsrichtung
15 des Schaltankerelements 10 drehen. Grundsätzlich kann die Drehbewegung des ersten
Freiheitsgrads mittels eines Führungselements auf einen definierten Winkelbereich,
wie beispielsweise auf einen auf die Kulissenbahn 29 angepassten Winkelbereich, beschränkt
werden. Die Drehachse 18 für die Drehbewegung des zweiten Freiheitsgrads verläuft
entlang einer Haupterstreckungsrichtung 17 des Schaltelements 11 (vgl. Figur 4). Die
Drehbewegung um die Drehachse 18 ist beschränkt. Die Drehachse 44 für die Drehbewegung
des dritten Freiheitsgrads verläuft senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung 17
des Schaltelements 11 und senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung 15 des Schaltankerelements
10. Die Drehbewegung um die Drehachse 44 ist ebenfalls beschränkt.
[0034] Für eine Montage des Betätigungsaktuators 33 weist die Koppeleinheit 14 ein Federmittel
23 auf, mittels dem die zu dem Kugelkopf 19 korrespondierende Ausnehmung 20 aufgeweitet
werden kann, um den Kugelkopf 19 in die Ausnehmung 20 einzubringen. Das Federmittel
23 ist einstückig mit dem Schaltelement 11 ausgebildet. Um das Federmittel 23 auszubilden,
weist das Schaltelement 11 einen entlang der Haupterstreckungsrichtung 17 des Schaltelements
11 angelegten Schlitz 22 auf. Der Schlitz 22 ist mittig in das Schaltelement 11 einbracht.
Er durchsetzt das Schaltelement 11 zu einem wesentlichen Teil. In einem hinteren Bereich
46 sind zwei Hälften 47, 48 des Schaltelements 11 durch den Schlitz 22 voneinander
getrennt. In einem vorderen Bereich 49 sind die beiden Hälften 47, 48 durch die einstückige
Ausbildung des Schaltelements 11 miteinander verbunden.
[0035] Bei einer Montage der Koppeleinheit 14 weitet sich der Schlitz 22 für einen kurzen
Zeitraum auf, während der Kugelkopf 19 in die Ausnehmung 20 gepresst wird. Durch die
Kraft des einfahrenden Kugelkopfs 19 wird der Schlitz 22 und mit ihm die Hälften 47,
48 des als Gleitschuh ausgebildeten Schaltelements 11 auseinander gedrückt und der
Kugelkopf 19 greift in die Ausnehmung 20 ein. Sobald der Kugelkopf 19 in der Ausnehmung
20 liegt, schnappen die Hälften 47, 48 des Schaltelements 11 wieder in ihre Ausgangsposition
zurück. Ein Herausrutschen des Kugelkopfs 19 aus der Ausnehmung 20 wird durch das
Federmittel 23, das mittels des Schlitzes 22 ausgebildet ist, verhindert.
[0036] Das als Gleitschuh ausgebildete Schaltelement 11 weist eine rotationsasymmetrische
Grundform 50 auf (vgl. Figur 5). Die rotationsasymmetrische Grundform 50 des als Gleitschuh
ausgebildeten Schaltelements 11 weist zwei Funktionsflächen 25, 26 auf, die als Teile
von einer Seitenfläche 24 des Schaltelements 11 ausgebildet sind. Die Funktionsflächen
25, 26 sind für den Eingriff in die Kulissenbahn 29 vorgesehen. Die Funktionsflächen
25, 26 sind als Berührflächen zwischen dem Schaltelement 11 und Flanken 27, 28 der
Kulissenbahn 29 ausgebildet. Die Funktionsflächen 25, 26 korrespondieren mit den Flanken
27, 28 der Kulissenbahn 29. Eine Krümmung der Funktionsflächen 25, 26 ist größer als
eine maximale Krümmung der Kulissenbahn 29. Bei einem Verschieben des Nockenelements
13 während eines Schaltvorgangs steht stets ein zusammenhängender Teil zumindest der
entsprechenden Funktionsfläche 25, 26 mit der zugehörigen Flanke 27, 28 der Kulissenbahn
29 in Berührung.
[0037] Mittels der rotationsasymmetrischen Grundform 50 und der freien Drehbarkeit des als
Gleitschuh ausgebildeten Schaltelements 11 wandert ein mit der entsprechenden Flanke
27 der Kulissenbahn 29 in Kontakt stehender Berührpunkt 51, der durch den Kontakt
zwischen der Funktionsfläche 25, 26 mit der zugehörigen Flanke 27, 28 definiert ist.
Je nach einem Winkelgrad der Kulissenbahn 29 wandert eine relative Position des Berührpunkts
51 in Bezug zu dem Schaltelement 11 bzw. zu den Funktionsflächen 25, 26 des Schaltelements
11.
1. Ventiltriebumschaltvorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, zur Schaltung
eines Ventiltriebs mit zumindest einem Schaltankerelement (10), das für eine Schaltbewegung
vorgesehen ist, und mit einem Schaltelement (11), das für eine Kopplung mit einer
Schaltkulisse (12) eines Nockenelements (13) vorgesehen ist,
gekennzeichnet durch
eine Koppeleinheit (14), die dazu vorgesehen ist, das Schaltankerelement (10) und
das Schaltelement (11) in zumindest einem Freiheitsgrad beweglich zueinander zu koppeln.
2. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schaltelement (11) zumindest teilweise als ein Gleitschuh ausgebildet ist.
3. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schaltankerelement (10) zumindest teilweise als ein Schaltpin (40) ausgebildet
ist.
4. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Koppeleinheit (14) für zumindest einen als Drehbewegung ausgebildeten Freiheitsgrad
vorgesehen ist.
5. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine Freiheitsgrad als eine Drehbewegung um eine Drehachse (16) entlang
einer Haupterstreckungsrichtung (15) des Schaltankerelements (10) ausgebildet ist.
6. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine Freiheitsgrad als eine Drehbewegung um eine Drehachse (18) entlang
einer Haupterstreckungsrichtung (17) des Schaltelements (11) ausgebildet ist.
7. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine Freiheitsgrad als eine Drehbewegung um eine Drehachse (44) senkrecht
zu einer Haupterstreckungsrichtung (15) des Schaltankerelements (10) und/oder senkrecht
zu einer Haupterstreckungsrichtung (17) des Schaltelements (11) ausgebildet ist.
8. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Koppeleinheit (14) einen Kugelkopf (19) und eine zu dem Kugelkopf (19) korrespondierende
Ausnehmung (20) umfasst.
9. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kugelkopf (19) an einem Ende (21) des Schaltankerelements (10) angeordnet ist.
10. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausnehmung (20) zumindest teilweise innerhalb des Schaltelements (11) ausgebildet
ist.
11. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Koppeleinheit (14) für eine formschlüssige Kopplung vorgesehen ist.
12. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schaltelement (11) rotationsasymmetrisch ausgebildet ist.
13. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schaltelement (11) einen Schlitz (22) aufweist, der dazu vorgesehen ist, ein Federmittel
(23) für eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaltankerelement (10) und dem
Schaltelement (11) bereitzustellen.
14. Ventiltriebumschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schaltelement (11) eine Seitenfläche (24) aufweist, die zumindest teilweise als
zumindest eine Funktionsfläche (25, 26) ausgebildet ist und die dazu vorgesehen ist,
mit zumindest einer Flanke (27, 28) einer Kulissenbahn (29) der Schaltkulisse (12)
zu korrespondieren.
1. Valve drive switching device, in particular of an internal combustion engine, for
controlling a valve drive, having at least one control anchor element (10) provided
for a switching movement, and having a control element (11) provided for coupling
with a switching slide (12) of a cam element (13),
characterised by
a coupling unit (14) provided to couple the control anchor element (10) and the control
element (11) so that they can move relative to each other in at least one degree of
freedom.
2. Valve drive switching device according to claim 1,
characterised in that
the control element (11) is formed at least partially as a sliding block.
3. Valve drive switching device according to claim 1 or 2,
characterised in that
the control anchor element (10) is formed at least partially as a control pin (40).
4. Valve drive switching device according to one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling unit (14) is provided for at least one degree of freedom formed as a
rotational movement.
5. Valve drive switching device according to one of the preceding claims,
characterised in that
the at least one degree of freedom is formed as a rotational movement about a rotation
axis (16) along a main extension direction (15) of the control anchor element (10).
6. Valve drive switching device according to one of the preceding claims,
characterised in that
the at least one degree of freedom is formed as a rotational movement about a rotation
axis (18) along a main extension direction (17) of the control element (11).
7. Valve drive switching device according to one of the preceding claims,
characterised in that
the at least one degree of freedom is formed as a rotational movement about a rotation
axis (44) perpendicular to a main extension direction (15) of the control anchor element
(10) and / or perpendicular to a main extension direction (17) of the control element
(11).
8. Valve drive switching device according to one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling unit (14) has a spherical head (19) and a recess (20) corresponding to
the spherical head (19).
9. Valve drive switching device according to claim 8,
characterised in that
the spherical head (19) is arranged at an end (21) of the control anchor element (10).
10. Valve drive switching device according to claim 8 or 9,
characterised in that
the recess (20) is formed at least partially within the control element (11).
11. Valve drive switching device according to one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling unit (14) is provided for a shape-locking coupling.
12. Valve drive switching device according to one of the preceding claims,
characterised in that
the control element (11) is formed rotationally asymmetrically.
13. Valve drive switching device according to claim 12,
characterised in that
the control element (11) has a slot (22) which is designed to provide a spring means
(23) for a shape-locking connection between the control anchor element (10) and the
control element (11).
14. Valve drive switching device according to one of the preceding claims,
characterised in that
the control element (11) has a side face (24) which is formed at least in part as
at least one functional face (25, 26) and which is provided to correspond to at least
one flank (27, 28) of a slide track (29) of the switching slide (12).
1. Dispositif de commutation de commande des soupapes, en particulier d'un moteur à combustion
interne destiné à commuter un dispositif de commande des soupapes doté d'au moins
un élément (10) de palette de commutateur, qui permet le déplacement de commutation,
et doté d'un élément de commutation (11) qui permet d'accoupler une coulisse de commutation
(12) d'un élément à came (13), caractérisé en ce qu'une unité d'accouplement (14), sert à coupler de manière mobile l'élément (10) de
palette de commutateur et l'élément de commutation (11) dans au moins un degré de
liberté.
2. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commutation (11) est conçu au moins en partie comme un patin de guidage.
3. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon la revendication 1 ou la
revendication 2, caractérisé en ce que l'élément (10) de palette de commutateur est conçu au moins en partie comme une tige
de commutation (40).
4. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'unité d'accouplement (14) sert pour au moins un degré de liberté conçu en tant
que mouvement de rotation.
5. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce qu'au moins le degré de liberté est conçu en tant que mouvement de rotation autour d'un
axe de rotation (16) le long d'une direction d'étendue principale (15) de l'élément
(10) de palette de commutateur.
6. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un degré de liberté est conçu en tant que mouvement de rotation autour
d'un axe de rotation (18) le long d'une direction d'étendue principale (17) de l'élément
(11) de commutation.
7. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'au moins un degré de liberté est conçu en tant que mouvement de rotation autour
d'un axe de rotation (44) perpendiculairement à une direction d'étendue principale
(15) de l'élément (10) de palette de commutateur et/ou perpendiculairement à une direction
d'étendue principale (17) de l'élément de commutation (11).
8. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'unité d'accouplement (14) comprend une rotule (19) et un évidemment (20) correspondant
à la rotule (19).
9. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon la revendication 8, caractérisé en ce que la rotule (19) est disposée sur une extrémité de l'élément (10) de palette de commutateur.
10. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon la revendication 8 ou la
revendication 9, caractérisé en ce que l'évidement (20) est conçu au moins en partie à l'intérieur de l'élément de commutation
(11).
11. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'unité d'accouplement (14) est prévue pour un accouplement à liaison positive.
12. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisée en ce que l'élément de commutation (11) est conçu de manière asymétrique en rotation.
13. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément de commutation (11) présente une fente (22) qui sert à mettre à disposition
un moyen de ressort (23) pour une liaison positive entre l'élément (10) de palette
de commutateur et l'élément de commutation (11).
14. Dispositif de commutation de commande des soupapes selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'élément de commutation (11) présente une surface latérale qui au moins en partie
est conçue comme une surface fonctionnelle (25, 26) et qui sert à correspondre, au
moins par un flanc (27, 28) d'un rail coulissant (29) à la coulisse (12) de commutation.
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