Ventiltriebvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Ventiltriebvorrichtung umfasst eine Nockenwelle mit einem axial verschieblich auf einer Nockengrundwelle angeordneten Nockenstück mit mindestens zwei Nocken, die bei einer Drehung der Nockenwelle phasenverschobene Nockenhübe bereitstellen und verschiedenen Zylindern zugeordnet sind, und einer Schaltkulisse zum axialen Verschieben des Nockenstücks, wobei die Schaltkulisse eine erste Kulissenbahn zum axialen Verschieben des Nockenstücks in einer Vorwärtsrichtung und eine zweite Kulissenbahn zum axialen Verschieben des Nockenstücks in einer der Vorwärtsrichtung entgegengerichteten Rückwärtsrichtung aufweist.

Bekannt sind variable Ventiltriebvorrichtungen in Brennkraftmaschinen, die durch axiales Verschieben von Nockenstücken mit Nocken unterschiedlicher Nockenkontur (bspw. Vollnocken, Halbnocken und/oder Nullnocken) sowohl die Abschaltung einzelner Zylinder als auch eine Ventilhubumschaltung realisieren können (sog.

„Schiebenockensysteme"). Variable Ventiltriebvorrichtungen mit axial verschiebbaren Nockenstücken besitzen keine klassische einteilige Nockenwelle, sondern eine

Zahnwelle als Nockengrundwelle, auf der zwei oder mehr Nockenstücke verschiebbar angeordnet sind. Die Drehmomentübertragung von der Nockenwelle auf die

Nockenstücke erfolgt über die Verzahnung der Zahnwelle. Das Verschieben der Nockenstücke in Axialrichtung erfolgt mithilfe eines ortsfesten Aktuators, der ein Eingreifen eines Betätigungselements wie etwa eines Verstellpins in eine Schaltkulisse des Nockenstücks bewirkt. Bei Drehung des Nockenstücks wird dieses mittels des Verstellpins zwangsgeführt um einen definierten axialen Schaltweg von wenigen Millimetern, der dem Abstand zweier benachbarter Nocken eines Nockenabschnitts des Nockenstücks entspricht, verschoben. Wenn sich das Nockenstück in einer

vorgegebenen axialen Endposition befindet, wird der Pin wieder eingefahren bzw. in Richtung auf den Aktuator zurückgeworfen. Um eine Verstellung des Nockenstücks von einer ersten Axialposition in eine zweite Axialposition und umgekehrt bewirken zu können, sind jedem Nockenstück zwei auswerfbare Betätigungselemente zum Eingriff in jeweils eine Kulissenbahn der Schaltkulisse zugeordnet, wobei die erste Kulissenbahn zum Verstellen des Nockenstücks in einer axialen Vorwärtsrichtung und die zweite Kulissenbahn zum Verstellen des Nockenstücks in einer axialen Rückwärtsrichtung vorgesehen ist (Zu- und Abschaltung beim ACT).

Wenn jedem Zylinder ein axial verschiebliches Nockenstück zugeordnet ist

(„Einzelnockenstücke"), benötigen solche Ventiltriebvorrichtungen pro Zylinder regelmäßig neben dem Nockenstück auch einen Aktuator nebst Schaltkulisse. Eine Mehrzahl an Schaltkulissen und Aktuatoren ist allerdings mit einem erheblichen Kosten- und Montageaufwand verbunden.

Die Druckschriften DE 10 2007 056 692 A1 , DE 10 2007 037 358 A1 und

DE 10 201 1 01 1 457 A1 beschreiben jeweils zwei bzw. drei axial relativ zueinander verschieblich an der Nockengrundwelle angeordnete Nockenstücke, bei denen die verschiedenen Zylindern zugeordneten Nocken jeweils axial zueinander verschieblich sind. Die einzelnen Nockenstücke können dabei mittels zweier Kulissenbahnen entweder aufeinander zu oder voneinander weg geschoben werden, wobei weniger Aktuatoren als Nockenstücke vorgesehen sind. Die in diesen Druckschriften beschriebenen

Ventiltriebvorrichtungen sind besonders komplex und dadurch potentiell fehleranfällig.

In Anbetracht der beschriebenen Probleme ist es die Aufgabe der vorliegenden

Erfindung, eine Ventiltriebvorrichtung mit einem Nockenstück mit einer verbesserten Schaltkulisse bereitzustellen, die eine möglichst lange Haltbarkeit aufweist, die besonders kompakt aufgebaut ist und akustische Auffälligkeiten verringert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ventiltriebvorrichtung der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung umfasst eine Nockenwelle mit mindestens einem axial verschieblich auf einer Nockengrundwelle angeordneten Nockenstück mit mindestens zwei Nocken, die bei einer Drehung der Nockenwelle phasenverschobene Nockenhübe bereitstellen und verschiedenen Zylindern zugeordnet sind. Mit anderen Worten umfasst die erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung ein sogenanntes „Doppelnockenstück" oder„Mehrfachnockenstück", das zur Betätigung der Ventile von mehr als einem Zylinder (zwei oder mehr Zylindern) vorgesehen ist, und bei dem die einzelnen Nocken aus diesem Grunde phasenverschobene Nockenhübe bereitstellen. Anders als bei den in den eingangs genannten Druckschriften beschriebenen

Nockenstücken mit mehreren axial zueinander verschieblich gehaltenen Nocken zeichnet sich das Nockenstück der erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung vorzugsweise dadurch aus, dass die einzelnen Nocken des Nockenstücks nicht relativ zueinander axial beweglich sind, sondern axial starr relativ zueinander an dem

Nockenstück gehalten sind.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Nockenstück einteilig oder einstückig ausgebildet. Bspw. ist das Nockenstück einstückig aus einem zugfesten Material gegossen oder geformt.

In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung besteht das Nockenstück aus einem zugfesten Material wie etwa einem Metall. Vorzugsweise besteht das Nockenstück aus einer besonders stabilen und zugfesten Metalllegierung wie etwa aus Stahl,

insbesondere aus gehärtetem Stahl.

Wenn das mehr als einem Zylinder zugeordnete Nockenstück einteilig gebildet ist, ist es erfindungsgemäß möglich, die Ventilhübe zweier oder mehr Zylinder mit dem

Nockenstück im Wesentlichen zeitgleich umzuschalten („Doppelnockenstück" oder „Mehrfachnockenstück"). Hierdurch kann eine höhere Genauigkeit bei der

Ventilhubumschaltung erreicht werden.

Eine Ventilhubumschaltung kann bei einem Doppelnockenstück nur im Grundkreis der Nocken erfolgen. Für die Umschaltung des Ventilhubs von zwei Zylindern mit einem Doppelnockenstück steht zur Umschaltung ein kleinerer gemeinsamer Nockengrundkreis zur Verfügung als bei der Umschaltung der Ventilhübe von zwei Zylindern mittels zweier einzelner Nockenstücke. Die Ventil- und somit auch die Nockenhübe sind bei zwei Zylindern, die mit einem gemeinsamen Nockenstück verstellt werden, regelmäßig um 90° Nockendrehwinkel zueinander verdreht und damit phasenverschoben. Diese 90° Nockendrehwinkel entsprechen der Verringerung des Grundkreises, der zur

Verschiebung der Verfügung steht. Aus diesem Grund ist die Kulissenbahnführung zur Umschaltung mehrerer Zylinder mit einem Mehrfachnockenstück schwieriger als bei Einzelnockenstücken, die nur einem Zylinder zugeordnet sind.

Hinzu kommt, dass die Verstellpins des Aktuators bei der Umschaltung eines

Doppelnockenstücks aufgrund der höheren zu verschiebenden Nockenstückmasse und dem kleineren Grundkreisbereich stärker belastet werden als bei einem Einzelnockenstück, das nur einem einzelnen Zylinder zugeordnet ist. Der kürzere Nockengrundkreis führt darüber hinaus zu einer höheren axialen Endgeschwindigkeit des Doppelnockenstücks, was eine zunehmende akustische Auffälligkeit bei steigenden Drehzahlen bewirkt.

Überraschenderweise hat es sich herausgestellt, dass trotz der beschriebenen erhöhten Anforderungen bei der axialen Verschiebung von Doppelnockenstücken ein Verschieben des Nockenstücks mithilfe einer zwei Kulissenbahnen aufweisenden Schaltkulisse möglich ist, wenn die erste Kulissenbahn und die zweite Kulissenbahn einen

gemeinsamen Bahnabschnitt aufweisen. Mit anderen Worten haben die beiden

Kulissenbahnen einen gemeinsamen Bahnabschnitt, der sowohl bei einem Verschieben des Nockenstücks in der Vorwärtsrichtung als auch bei einem Verschieben des

Nockenstücks in der Rückwärtsrichtung von einem Verstellpin des Aktuators durchlaufen wird.

Ferner kann jede der Kulissenbahn einen weiteren Abschnitt aufweisen, der

ausschließlich zu der jeweiligen Kulissenbahn gehört und der entweder nur beim Verschieben des Nockenstücks in der Vorwärtsrichtung oder nur beim Verschieben des Nockenstücks in der Rückwärtsrichtung von dem Verstellpin durchlaufen wird. Da die beiden Kulissenbahnen einen gemeinsamen Bahnabschnitt aufweisen, sie die beiden weiteren Abschnitte vorzugsweise axial eng benachbart zueinander angeordnet, wobei bspw. ein Materialsteg mit eine axialen Breite von weniger als 4 cm, vorzugsweise weniger als 2 cm oder weniger als 1 cm zwischen den beiden weiteren Abschnitten angeordnet ist.

Vorzugsweise sind die Kulissenbahnen jeweils als zumindest teilweise in

Umfangsrichtung umlaufende und in eine radiale Außenfläche des Nockenstücks eingebrachte Nuten zum Eingriff jeweils eines Verstellpins eingerichtet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verlaufen die erste Kulissenbahn und die zweite Kulissenbahn im Wesentlichen Y-förmig. Darunter wird

erfindungsgemäße verstanden, dass ein Einspurbereich der ersten Kulissenbahn neben einem Einspurbereich der zweiten Kulissenbahn verläuft, wobei die beiden

Einspurbereiche an einer Vereinigungsstelle (Y-Vereinigungsstelle) in den gemeinsamen Bahnabschnitt übergehen. Bei derartigen Y-förmig verlaufenden Kulissenbahnen mit einem gemeinsamen

Bahnabschnitt wird der diese durchlaufende Verstellpin an der Vereinigungsstelle bzw. Kreuzungsstelle vergleichsweise potentiell stark beansprucht. Bspw. kann der Verstellpin an der Vereinigungsstelle gegen einen gegenüberliegenden Wandabschnitt der vereinigten Kulissenbahn stoßen, was zu einer akustischen Auffälligkeit führen kann. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass auch bei Doppelnockenstücken, die regelmäßig eine höhere Masse haben als Einzelnockenstücke, eine zufriedenstellende Ventilhubumschaltung durch eine Schaltkulisse mit Y-Nut bereitgestellt werden kann. So kann bspw. die Wand der Kulissenbahnen an der Y-Vereinigungsstelle derart ausgeformt werden, dass der Verstellpin im Verlauf seiner Bewegung über die Vereinigungsstelle hinweg zufriedenstellend zwangsgeführt wird, wodurch mechanische Belastungen des Verstellpins reduziert werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der gemeinsame

Bahnabschnitt einen Auswerfbereich, der bspw. in Form einer Auswurframpe mit einer allmählich abnehmenden Nuttiefe ausgebildet sein kann. Durch diese Auswurframpe kann der Verstellpin bei Drehung des Nockenstücks in Richtung auf den Aktuator aus der Kulissenbahn ausgeworfen werden.

Vorzugsweise weisen die Kulissenbahnen jeweils einen in Umfangsrichtung

verlaufenden Einspurbereich und einen eine axiale Verlaufskomponente aufweisenden Verschiebebereich zum axialen Verschieben des Nockenstücks auf. Die

Verschiebebereiche der beiden Kulissenbahnen können in den wiederum in

Umfangsrichtung verlaufenden gemeinsamen Bahnabschnitt einmünden, der die

Auswurframpe aufweisen kann.

Wie oben bereits angedeutet, steht bei einem Doppelnockenstück nur ein verringerter Grundkreisbereich für die Ventilhubumschaltung zur Verfügung. Trotz dieser

Einschränkung kann eine zufriedenstellende Führung des Verstellpins durch die

Verschiebebereiche der Kulissenbahnen bereitgestellt werden, wenn sich die

Verschiebebereiche jeweils über einen Winkel von 60° oder mehr, vorzugsweise 75° oder mehr und/oder 135° oder weniger, vorzugsweise 125° oder weniger erstrecken. Die Einspurbereiche können sich bei einigen Ausführungsformen durchaus über einen Winkel von 135° oder mehr erstrecken.

Im Hinblick auf eine einfache Herstellbarkeit des Nockenstücks sowie im Hinblick auf eine symmetrische Beanspruchung der erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung bei einer Verstellung in den beiden Axialrichtungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die beiden Kulissenbahnen einen symmetrischen Verlauf bzgl. einer mittig zwischen den Einspurbereichen der Kulissenbahnen verlaufenden radialen Symmetrieebene haben. In dem Verschiebebereich können die beiden Kulissenbahnen folglich mit im Wesentlichen identischer axialer Krümmung allmählich axial auseinander bzw. zusammenlaufen. Ferner können sich beide Kulissenbahnen um im Wesentlichen denselben Winkel in Umfangsrichtung erstrecken.

Vorzugsweise besteht dabei der Verstellpin und/oder das Nockenstück aus einem besonders zugfesten und stabilen Material wie etwa einer Metalllegierung, bspw. einem gehärteten Metall oder einer gehärteten Metalllegierung (bspw. lasergehärtet). In einigen Ausführungsformen besteht der Verstellpin und/oder das Nockenstück aus

Wälzlagerstahl.

Im Hinblick auf die Verringerung akustischer Auffälligkeiten bei der Ventilhubumstellung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass das (Doppel-)Nockenstück eine Masse von mehr als 250 g und weniger als 3 kg, vorzugsweise eine Masse von mehr als 300 g und weniger als 1 kg aufweist. Insbesondere liegt die Masse des Doppelnockenstücks zwischen 300 g und 400 g. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass ein Nockenstück mit geringerer Masse leichter axial abgebremst werden kann als ein Nockenstück höherer Masse, so dass eine Nockenstückmasse von 1 kg oder weniger besondere Vorteile bietet.

Ein Nockenstück mit Schaltkulisse mit Y-Nut kann kompakter ausgebildet sein als ein Nockenstück mit mehreren axial beabstandeten Nuten (bspw. zwei separate S-Nuten), so dass das erfindungsgemäße Doppelnockenstück mit einer besonders kleinen Axialabmessung bereitgestellt werden kann. Bspw. weist das Nockenstück eine axiale Abmessung von 5 cm oder mehr und/oder 30 cm oder weniger, insbesondere 9 cm oder mehr und/oder 18 cm oder weniger auf. Besonders vorteilhaft ist eine axiale Abmessung zwischen 12 cm und 13 cm, bspw. 128 mm.

Vorzugsweise ist das Nockenstück in Form einer innenverzahnten Hülse ausgebildet, die axial verschieblich auf der außenverzahnten Nockengrundwelle gehalten ist.

Das Nockenstück der erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung ist vorzugsweise derart einstückig gebildet, dass die beiden den verschiedenen Zylindern zugeordneten Nocken und die Schaltkulisse nicht axial relativ zueinander verschieblich, sondern axial feststehend am Nockenstück angeordnet sind. Mit anderen Worten handelt es sich um ein zuvor beschriebenes„Doppelnockenstück" bzw. im Falle mehrerer Nocken um ein einteiliges„Mehrfachnockenstück", wobei die einzelnen Nocken zwei oder mehr

Zylindern zugeordnet sind und jeweils phasenverschobene Nockenhübe bereitstellen.

Wie bereits eingangs erläutert, ist das Nockenstück der erfindungsgemäßen

Ventiltriebvorrichtung zum Verstellen von zwei oder mehr Zylindern eingerichtet, wobei mindestens zwei Nocken zum Bereitstellen phasenverschobener Nockenhübe vorgesehen sind. Im Hinblick auf eine zuverlässige Zylinderansteuerung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Nockenhübe derjenigen Nocken, die verschiedenen Zylindern zugeordnet sind, in Umfangsrichtung um mehr als 30° und weniger als 180° zueinander versetzt sind, insbesondere um etwa 90° zueinander versetzt sind.

Das Nockenstück kann zwei oder mehr Nockenabschnitte aufweisen, von denen jeder Nockenabschnitt zumindest einen (Voll-)Nocken aufweist. Unmittelbar neben den (Voll- )Nocken kann jeweils ein (Teil-)Nocken oder ein (Null-)Nocken am Nockenstück angeordnet sein, so dass durch Verschieben des Nockenstücks zwischen verschiedenen Ventilbetätigungsmodi umgeschaltet werden kann.

Vorzugsweise weist das Nockenstück mindestens vier axial starr zueinander

angeordnete Nockenabschnitte mit jeweils mindestens einem (Voll-)Nocken und einem Teil- oder Nullnocken auf, von denen jeweils zwei Nockenabschnitte einem Zylinder zugeordnet und zum Bereitstellen phasengleicher Nockenhübe eingerichtet sein können.

Besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine zuverlässige und symmetrische

Ventilbetätigung ist ein Nockenstück, bei dem die beiden Kulissenbahnen zwischen den zwei Nockenabschnitten, die einem ersten Zylinder zugeordnet sind, und den zwei Nockenabschnitten, die einem zweiten Zylinder zugeordnet sind, angeordnet sind.

Insbesondere sind die beiden Kulissenbahnen in einem zentralen Bereich des

Nockenstücks angeordnet.

Vorzugsweise ist jeder Kulissenbahn der erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung ein Aktuator mit einem Verstellpin zum Eingriff in die jeweilige Kulissenbahn zugeordnet, wobei der Durchmesser der Verstellpins vorzugsweise jeweils kleiner ist als 6 mm und besonders bevorzugt kleiner ist als 5 mm. Ferner können erfindungsgemäß die Nockenwellen aufgrund der stabilen, einteiligen Doppelnockenstücke bei einer höheren Drehzahl von 1800 U/min, 2000 U/min oder mehr umgeschaltet werden als Nockenwellen mit herkömmlichen, axial verschieblich zueinander angeordneten Einzelnockenstücken, bei denen die Grenzdrehzahl für eine Umschaltung 1700 U/min oder weniger betragen kann.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Nockenstück für eine erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung. Das Nockenstück weist auf: mindestens zwei Nocken, die bei einer Drehung des Nockenstücks phasenverschobene Nockenhübe bereitstellen und verschiedenen Zylindern zugeordnet sind; und eine Schaltkulisse zum axialen Verschieben des Nockenstücks, wobei die Schaltkulisse eine erste Kulissenbahn zum axialen Verschieben des Nockenstücks in einer Vorwärtsrichtung und eine zweite Kulissenbahn zum axialen Verschieben des Nockenstücks in einer der Vorwärtsrichtung entgegengerichteten Rückwärtsrichtung aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die erste Kulissenbahn und die zweite Kulissenbahn einen gemeinsamen Bahnabschnitt auf.

Ein erfindungsgemäßes Nockenstück kann ferner die zuvor beschriebenen Merkmale (Y- Nut, Masse, Axialabmessung, Material, Nockenabschnitte etc.) in einer beliebigen Kombination aufweisen.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung ein Nockenstück einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 ein Nockenstück einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung in einer

perspektivischen Ansicht,

Fig. 2 einen Blick von oben auf einen Motorblock mit einer erfindungsgemäßen

Ventiltriebvorrichtung,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung in einer Längsschnittansicht, Fig. 4 eine der Erläuterung dienende Ansicht eines erfindungsgemäßen

Nockenstücks einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung, zusammen mit den beiden Kulissenbahnen in abgewickelter Form (Nutabwicklung),

Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Nockenstück 10 einer

erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung 100. Das Nockenstück ist in Form eines Doppelnockenstücks ausgebildet, das zur Betätigung von Ventilen zweier benachbarter Zylinder eingerichtet ist, wobei die dem ersten Zylinder zugeordneten Nocken 12 phasenverschoben zu den dem zweiten Zylinder zugeordneten Nocken 14 von dem Nockenstück 10 vorstehen. Die Phasenverschiebung beträgt bei dem dargestellten Beispiel etwa 90°. Andere Phasenverschiebungswinkel zwischen den Nocken sind möglich.

Die einzelnen Nocken 12, 14 sind nicht relativ zueinander beweglich; vielmehr ist das Nockenstück 10 einstückig ausgebildet. Bspw. ist das Nockenstück 10 einstückig aus einer Metalllegierung wie etwa gehärtetem Stahl, bspw. Wälzlagerstahl, geformt.

Das dargestellte Nockenstück 10 weist insgesamt vier Nockenabschnitte 15 auf, die jeweils einerseits einen Vollnocken und andererseits entweder einen Nullnocken oder einen Teilnocken umfassen können. Die dem zweiten Zylinder zugeordneten beiden Nockenabschnitte weisen jeweils einen Vollnocken 14 und einen Nullnocken 16 auf, so dass zwischen Ventilvollschaltung und Ventilabschaltung umgeschaltet werden kann, und die dem ersten Zylinder zugeordneten beiden Nockenabschnitte 15 weisen jeweils einen Vollnocken 12 und einen Teilnocken oder einen weiteren Vollnocken (17) auf, so dass zwischen Ventilvollschaltung und Ventilteilschaltung umgeschaltet werden kann.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung 10 in einer Längsschnittansicht dargestellt. Dabei ist das in Fig. 1 gezeigte Nockenstück 10 axial verschieblich auf einer Nockengrundwelle 52 angeordnet, wobei die Nockengrundwelle 52 zusammen mit den darauf verschieblich angeordneten Nockenstücken 10 die Nockenwelle 50 bildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Nockenstück 10 in Form einer

innenverzahnten Hülse ausgebildet, die axial verschieblich auf der außenverzahnten Nockengrundwelle 52 gehalten ist.

Das Nockenstück 10 weist ferner in einem zentralen Bereich eine Schaltkulisse 20 mit zwei nebeneinander angeordneten Kulissenbahnen 22, 24 auf, wobei die Schaltkulisse 20 zum axialen Verschieben des Nockenstücks 10 auf der Nockengrundwelle 52 vorgesehen ist. Zum Verschieben des Nockenstücks 10 in einer Vorwärtsrichtung V greift ein axial ortsfester Verstellpin 42 eines Aktuators 40 in die erste Kulissenbahn 22 des sich drehenden Nockenstücks 10 ein, wodurch dieses axial geführt und verschoben wird. Zum Verschieben des Nockenstücks 10 in einer Rückwärtsrichtung R greift ein zweiter axial ortsfester Verstellpin eines zweiten Aktuators in die zweite Kulissenbahn 24 des sich drehenden Nockenstücks 10 ein, wodurch dieses axial geführt und in die Gegenrichtung R verschoben wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Nockenstück 10 weisen die beiden Kulissenbahnen einen gemeinsamen Bahnabschnitt 25 auf.

Die beiden Kulissenbahnen 22, 24 verlaufen dabei im Wesentlichen Y-förmig und haben zwei nebeneinander verlaufende Einspurbereiche 32, in die der Verstellpin für eine axiale Verstellung des Nockenstücks in radialer Richtung eingeführt wird. Die beiden Einspurbereiche 32 gehen an einer Vereinigungsstelle 33 („Y-Vereinigungsstelle", da hier drei Bahnabschnitte zusammen- bzw. auseinanderlaufen) in den gemeinsamen Bahnabschnitt 25 über. Der gemeinsame Bahnabschnitt 25 weist einen Auswerfbereich 38 in Form einer Auswurframpe mit einer allmählich abnehmenden Nuttiefe auf.

Trotz seiner gegenüber herkömmlichen Einzelnockenstücken großen Masse kann das erfindungsgemäße Nockenstück 10 im Anschluss an einen jeweiligen Umschaltvorgang sehr definiert und allmählich axial abgebremst werden.

Die zum Einspuren jeweils eines Verstellpins 42 vorgesehenen Einspurbereiche 32 der Kulissenbahnen 22, 24 verlaufen jeweils in Umfangsrichtung U, und der zum Auswerfen der beiden Verstellpins 42 vorgesehene Auswerfbereich 38, der den gemeinsamen Bahnabschnitt 25 ausbildet, verläuft ebenfalls in Umfangsrichtung U. Zwischen den Einspurbereichen 32 und dem Auswerfbereich 38 ist jeweils ein eine axiale (A)

Verlaufskomponente aufweisender Verschiebebereich 34 zum axialen Verschieben des Nockenstücks angeordnet. Die Verschiebebereiche 34 münden in den gemeinsamen Bahnabschnitt 25 ein.

Diese Verläufe der beiden Kulissenbahnen 22, 24 sind besonders deutlich in Fig. 4 erkennbar, die die Kulissenbahnen 22, 24 zum einen in abgewickelter Form zeigt (siehe Fig. 4, Mitte), und die zum anderen das Tiefenprofil 85 der Kulissenbahnen zeigt (siehe Fig. 4, rechts). Wie ferner in Fig. 4 erkennbar ist, haben die beiden Kulissenbahnen 22, 24 in abgewickelter Form im Wesentlichen einen Y-förmigen Verlauf mit einer

Vereinigungsstelle 33 und dem gemeinsamen Bahnabschnitt 25. Die

Verschiebebereiche erstrecken sich über einen Umfangswinkelbereich von mehr als 75° und weniger als 135°, während sich die Einspurbereiche über einen

Umfangswinkelbereich von mehr als 135° erstrecken können. Diese

Erstreckungsbereiche haben sich bei dem verringerten Grundkreis bei

Doppelnockenstücken als vorteilhaft erwiesen.

Bezugszeichen 62 zeigt den Kontaktbereich zwischen der Wand der Kulissenbahn 22 und dem Verstellpin 42 beim Verschieben des Nockenstücks 10. Wie dargestellt ist, kann eine durchgängige Führung des Verstellpins auch im Bereich der

Vereinigungsstelle 33 erreicht werden.

Es ist ferner dargestellt, dass die Seitenwände 62 der Kulissenbahnen im Bereich der Vereinigungsstelle 33 derart ausgeformt sind, dass kein Anlagewechsel des Verstellpins 42 zwischen den Nutseitenwänden stattfindet. So schlägt der Verstellpin 42 an der Y- Stelle nicht an der gegenüberliegenden Seitenwand der Kulissenbahn an, sondern wird unmittelbar in die Mitte des gemeinsamen Bahnabschnitts 25 geführt.

Zwischen den Verschiebebereichen 34 kann eine Rückdrehrampe in Form eines Materialstegs sich verringernder Höhe vorgesehen sein. Im Falle einer Rückdrehung der Nockenwelle kann hierdurch ein Anschlagen des Verstellpins 42 an der Materialspitze zwischen den beiden Y-Bahnarmen verhindert werden. Vielmehr kann der Verstellpin in diesem Fall aus der Kulissenbahn ausgeworfen werden.

Aufgrund der Y-Nut können die Verstelleinheiten und damit die Nockenstücke insgesamt kleiner ausgelegt werden (axiale Breite zwischen 9 cm und 18 cm), was geringere Kosten, einen kleineren beanspruchten Bauraum und eine verringerte

Nockenstückmasse zur Folge hat.

Der Verstellbereich 34 der ersten Kulissenbahn 22 krümmt sich entgegengesetzt zu dem Verstellbereich 34 der zweiten Kulissenban 24, wodurch zum einen eine Verschiebung des Nockenstücks 10 in der Vorwärtsrichtung V und zum anderen eine Verschiebung des Nockenstücks 10 in der Rückwärtsrichtung R ermöglicht ist. Insgesamt verlaufen die Kulissenbahnen 22 und 24 symmetrisch bzgl. einer mittig dazwischen angeordneten radialen Symmetrieebene. In Fig. 2 ist ein Motorblock mit zwei Nockenwellen 50 dargestellt, die jeweils zwei Nockenstücke 10 aufweisen.

Die erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung 100 ermöglicht den Einsatz von

Doppelnockenstücken für Schaltdrehzahlen von 2000 U/min oder mehr. Darüber hinaus wird durch die Abbremsung eine Steigerung der Bauteilhaltbarkeit über die Laufzeit und eine wesentlich verbesserte Akustik beim Umschaltvorgang erzielt.

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Nockenstück

12, 14 Nocken

15 Nockenabschnitte

16 Nullnocken

17 Nocken

20 Schaltkulisse

22, 24 Kulissenbahnen

25 gemeinsamer Bahnabschnitt

32 Einspurbereich

33 Y-Vereinigungsstelle

34 Verschiebebereich

38 Auswerfbereich

40 Aktuator

42 Verstellpin

50 Nockenwelle

52 Nockengrundwelle

62 Kontaktbereich beim Verschieben

85 Tiefenprofil

V Vorwärtsrichtung

R Rückwärtsrichtung

U Umfangsrichtung

A axiale Richtung