Ventiltriebvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Ventiltriebvorrichtung.

Aus der DE 196 11 641 C1 ist bereits eine Ventiltriebvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Nockenwelle und zumindest einem auf der Nockenwelle axial verschiebbaren Nockenelement, und mit zumindest einem

mechanischen Verschiebeelement, das zur axialen Verschiebung des Nockenelements auf der Nockenwelle vorgesehen ist, bekannt.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Ventiltriebvorrichtung mit besonders vorteilhaft geringem axialen Bauraumbedarf bereitzustellen, die insbesondere auch leichter und kostengünstiger ausgebildet werden kann. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 und ein

erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 11 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung, insbesondere für eine

Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Nockenwelle und zumindest einem auf der Nockenwelle axial verschiebbaren Nockenelement, und mit zumindest einem

mechanischen Verschiebeelement, das zur axialen Verschiebung des Nockenelements auf der Nockenwelle vorgesehen ist.

Es wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine mechanische Verschiebeelement dazu vorgesehen ist, durch Wechselwirkung mit lediglich einer einzigen Kontur des

Nockenelements das Nockenelement in eine erste und eine zweite Axialrichtung zu bewegen. Dadurch kann vorteilhaft auf eine zweite Kontur zur Verstellung des Nockenelements in eine zweite Axialrichtung verzichtet, und insbesondere zur Verstellung des Nockenelements in beide Axialrichtungen lediglich eine Schalteinheit verwendet werden. Dadurch kann die Ventiltriebvorrichtung insbesondere in der Axialrichtung besonders platzsparend und kostengünstig ausgebildet werden. Unter einer

„Brennkraftmaschine" soll dabei insbesondere eine Antriebsmaschine eines Kraft- und/oder Nutzfahrzeugs verstanden werden, die durch Verbrennung eines Kraftstoffes, wie beispielsweise Benzin oder Diesel, eine Antriebsenergie zum Antrieb des

entsprechenden Kraft- und/oder Nutzfahrzeugs bereitstellt. Unter einer„Nockenwelle" soll dabei insbesondere eine Welle verstanden werden, die zur Betätigung mehrerer Ventile einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist und zur Betätigung eines Ventils jeweils zumindest eine Nockenbahn aufweist. Dabei ist es sowohl denkbar, dass die Nockenwelle als Einlassnockenwelle ausgebildet und dazu vorgesehen ist, Einlassventile zu betätigen, als auch, dass die Nockenwelle als Auslassnockenwelle ausgebildet und dazu

vorgesehen ist, Auslassventile zu betätigen. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Nockenwelle zur Betätigung von Einlassventilen und zur Betätigung von

Auslassventilen vorgesehen ist. Unter einer„Nockenbahn" soll insbesondere ein auf einem Umfang der Nockenwelle, vorzugsweise auf einem Umfang eines

Nockenelements, verlaufender Bereich verstanden werden, der eine

Ventilbetätigungskurve zur Ventilbetätigung ausbildet und/oder der die Ventilbetätigung definiert. Unter einem„Nockenelement" soll insbesondere ein Element verstanden werden, das drehfest und vorzugsweise axial verschiebbar auf einer Nockenwelle angeordnet und zur Betätigung eines Ventils dazu vorgesehen ist, das entsprechende Ventil direkt oder indirekt mit zumindest einem Ventilhub zu beaufschlagen. Unter „vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden. Unter einer„Nockenbahn" soll insbesondere ein auf einem Umfang der Nockenwelle, vorzugsweise auf einem Umfang eines Nockenelements, verlaufender Bereich verstanden werden, der eine Ventilbetätigungskurve zur Ventilbetätigung ausbildet und/oder der die Ventilbetätigung definiert. Unter einem„mechanischen

Verschiebeelement" soll dabei insbesondere ein Element einer Schalteinheit verstanden werden, dass zur axialen Verschiebung eines anderen Elements, wie insbesondere des Nockenelements vorgesehen ist, und zur Erzeugung einer Verschiebebewegung keinen separaten Aktuator aufweist, sondern durch eine Kopplung mit einer sich bewegenden Komponente der Ventiltriebvorrichtung, wie insbesondere dem Nockenelement oder der Nockenwelle, angetrieben wird. Unter einer„Schalteinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Nockenelement axial auf der Nockenwelle zu verschieben. Unter einer„Wechselwirkung mit lediglich einer Kontur" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das mechanische Verschiebeelement zur Verstellung des Nockenelements lediglich mit einer einzigen Kontur in Kontakt steht, wobei die Ventiltriebvorrichtung insbesondere keine zweite Kontur aufweist, mit der das mechanische Verschiebeelement zur Erzeugung einer Verschiebebewegung eingreift.

Unter einer„Kontur des Nockenelements" soll dabei insbesondere eine Ausformung des Nockenelements verstanden werden, dass dazu vorgesehen ist, zumindest zur Schaltung des Nockenelements in einen formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Kontakt mit einem Verschiebeelement zu treten.

Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Wechselwirkung des mechanischen Verschiebeelements mit der einzigen Kontur des Nockenelements dazu vorgesehen ist, zumindest eine axiale Komponente der Bewegung des mechanischen Verschiebeelements zu bewirken. Dadurch kann das Verschiebeelement das Nockenelement besonders vorteilhaft betätigen. Unter einer„axialen Komponente der Bewegung" soll dabei insbesondere eine Komponente einer Bewegung des mechanischen Verschiebeelements, die durch einen Kontakt mit dem Nockenelement entsteht, verstanden werden, die parallel zu einer Rotationsache der Nockenwelle ausgerichtet ist.

Ferner wird vorgeschlagen, dass ein Formschluss zwischen dem mechanischen Verschiebeelement und dem Nockenelement dazu vorgesehen ist, eine Schaltbewegung des Nockenelements zu bewirken. Dadurch kann das Nockenelement besonders einfach zwischen seinen zumindest zwei Nockenbahnen umgeschaltet werden. Unter einer„Schaltbewegung des Nockenelements" soll dabei insbesondere eine Bewegung des Nockenelements parallel zu der Rotationsachse der Nockenwelle verstanden werden, in der das Nockenelement auf der Nockenwelle verschoben wird, wobei eine Schaltbewegung eine axiale Bewegung des Nockenelements um die Breite einer Nockenbahn des Nockenelements bewirkt.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass das Verschiebeelement als ein Zahnrad ausgebildet ist. Dadurch kann das Verschiebeelement besonders vorteilhaft ausgebildet werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Verschiebeelement um eine exzentrische Achse drehbar gelagert ist. Dadurch kann eine besondere einfache Bewegung des Verschiebeelements relativ zu der Nockenwelle erreicht werden. Unter einer„exzentrischen Achse" soll dabei insbesondere eine Achse verstanden werden, die zu einer Mittelachse des als Zahnrad ausgebildeten Verschiebeelements nach außen verschoben ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verschiebeelement radial verschiebbar zu der Nockenwelle angeordnet ist. Dadurch kann das Verschiebeelement einfach mit dem Nockenelement in Kontakt gebracht werden und einfach von ihm getrennt werden, wodurch die Schalteinheit zur Verstellung des Nockenelements besonders einfach ausgebildet werden kann.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung ein exzentrisches Lagerelement aufweist, um das das Verschiebeelement drehbar gelagert ist. Dadurch kann das Verschiebeelement besonders einfach exzentrisch gelagert werden.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Kontur des Nockenelements als eine Verzahnung ohne axiale Steigung ausgebildet ist. Dadurch kann die Kontur des Nockenelements besonders einfach ausgebildet werden.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Ventiltriebvorrichtung zumindest ein Übertragungselement aufweist, das mit dem Verschiebeelement gekoppelt ist und zwischen einer Eingriffsposition und einer Neutralposition radial zu der Nockenwelle verstellbar ist. Dadurch kann eine Bewegung des Verschiebeelements relativ zu der Nockenwelle in einem Schaltvorgang besonders vorteilhaft auf das Nockenelement übertragen werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Übertragungselement in Axialrichtung fest und in Radialrichtung verschiebbar mit dem Verschiebeelement verbunden ist. Dadurch kann eine Axialbewegung des Verschiebeelements während einer exzentrischen Rotation vorteilhaft auf das Nockenelement übertragen werden, während eine radiale Bewegung des Nockenelements ausgeglichen wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Ventiltriebvorrichtung mit einer Schalteinheit und mit einem Nockenelement in einer ersten Schaltstellung,

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch die Nockenwelle und die

Schalteinheit,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Ventiltriebvorrichtung während einer ersten Schaltbewegung des Nockenelements,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Ventiltriebvorrichtung mit einer

Schalteinheit und mit einem Nockenelement in einer zweiten Schaltstellung und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Ventiltriebvorrichtung während einer zweiten Schaltbewegung des Nockenelements.

Die Figuren 1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen

Ventiltriebvorrichtung. Die Ventiltriebvorrichtung ist Teil einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine ist als eine

Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine ausgebildet, die dazu vorgesehen ist, eine chemische Energie in eine Bewegungsenergie umzuwandeln, die insbesondere zum Vortrieb eines Kraftfahrzeugs dient. Die Brennkraftmaschine weist dabei mehrere Zylinder mit jeweils mehreren Ventilen 12, 13 auf. Die Brennkraftmaschine weist zwei als Einlassventile ausgebildete Ventile 12, 13 und zwei als Auslassventile ausgebildete Ventile auf.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Brennkraftmaschine eine andere Anzahl an Ventilen 12, 13 aufweist. Die Ventile 12, 13 sind dabei schematisch durch ihre

Betätigungsebene in den Figuren 1 und 3 bis 5 dargestellt.

Die Ventiltriebvorrichtung ist zur Betätigung der Ventile 12, 13 der Brennkraftmaschine vorgesehen. Die Ventiltriebvorrichtung weist zur Betätigung der Ventile 12, 13 eine Nockenwelle 10 auf. In den Figuren ist dabei jeweils lediglich ein Teil der Nockenwelle 10, der einem Zylinder zugeordnet ist, dargestellt. Des Weiteren weist die

Ventiltriebvorrichtung eine weitere, nicht näher dargestellte Nockenwelle auf. Die dargestellte Nockenwelle 10 ist dabei beispielhaft als Einlassnockenwelle ausgebildet und die nicht näher dargestellte Nockenwelle als Auslassnockenwelle. Im Folgenden wird lediglich der in den Figuren beschriebene Teil der Nockenwelle 10 näher beschrieben. Die Beschreibung lässt sich auf den nicht näher dargestellten Teil der Nockenwelle 10 sowie die nicht näher dargestellte Nockenwelle übertragen.

Die Nockenwelle 10 ist in einem nicht näher dargestellten Ventiltriebgehäuse drehbar gelagert. Die Nockenwelle 10 ist dabei drehbar um eine Rotationsachse 1 gelagert. Die Rotationsachse 11 der Nockenwelle 10 ist dabei im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ausgerichtet. Die Nockenwelle 10 wird über eine nicht näher dargestellte Kopplung von der Kurbelwelle angetrieben. Die Ventiltriebvorrichtung umfasst je Zylinder ein Nockenelement 14. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Ventiltriebvorrichtung je Zylinder eine andere Anzahl an

Nockenelementen 14 aufweist. Das Nockenelement 14 ist axial verschiebbar auf der Nockenwelle 10 angeordnet. Dabei ist das Nockenelement 14 drehfest mit der

Nockenwelle 10 gekoppelt. Das Nockenelement 14 ist dabei insbesondere über eine nicht näher dargestellte Verzahnung mit der Nockenwelle 10 verbunden. Das Nockenelement 12 ist zur Betätigung der Ventile 12, 13 vorgesehen. Das Nockenelement 14 weist dazu je Ventil 12, 13 zwei Nockenbahnen 15, 15', 16, 16' auf. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Nockenelement 14 je Ventil 12, 13 drei oder mehr als drei Nockenbahnen 5, 15', 16, 16' aufweist. Die Nockenbahnen 15, 15', 16, 16' weisen jeweils unterschiedliche Konturen auf und betätigen so das jeweilige Ventil 12, 13 mit entsprechend

unterschiedlichen Ventilhüben. In einer ersten Schaltstellung des Nockenelements 14 betätigen die ersten Nockenbahnen 15, 15' das jeweilige Ventil 12, 13. Die erste

Schaltstellung des Nockenelements 14 ist dabei in der Figur 1 dargestellt. In einer zweiten Schaltstellung des Nockenelements 14 betätigen die zweiten Nockenbahnen 16, 16' das jeweilige Ventil 12, 13. Die zweite Schaltstellung des Nockenelements 14 ist dabei in der Figur 4 dargestellt. Das Betätigen eines Ventils 12, 13 durch eine Nockenbahn 15, 15', 16, 16' erfolgt auf eine dem Fachmann bekannte Weise.

Zur Verstellung des Nockenelements 14 auf der Nockenwelle 10 zwischen den zwei Schaltstellungen weist die Ventiltriebvorrichtung eine Schalteinheit 17 auf. Die

Schalteinheit 17 ist dazu vorgesehen, das Nockenelement 14 axial auf der Nockenwelle 10 zu verschieben, um die unterschiedlichen Nockenbahnen 15, 15', 16, 16' in Eingriff mit dem jeweiligen Ventil 12, 13 zu bringen. Die Schalteinheit 17 ist dazu vorgesehen, das Nockenelement 14 in eine erste Axialrichtung 20 und in eine zweite Axialrichtung 21 zu schalten. Zur Verschiebung des Nockenelements 14 von einer ersten Schaltposition in der die Nockenbahnen 15, 15' mit dem jeweiligen Ventil 12, 13 im Eingriff sind, in die zweite Schaltposition in der die Nockenbahnen 16, 16' mit dem jeweiligen Ventil 12, 13 im Eingriff sind, wird das Nockenelement 14 mittels der Schalteinheit 17 in einer ersten Schaltbewegung 22 in die erste Axialrichtung 20 verschoben. Zur Verschiebung des Nockenelements 14 von einer zweiten Schaltposition in der die Nockenbahnen 16, 16' mit dem jeweiligen Ventil 12, 13 im Eingriff sind, in die erste Schaltposition in der die

Nockenbahnen 15, 15' mit dem jeweiligen Ventil 12, 13 im Eingriff sind, wird das

Nockenelement 14 mittels der Schalteinheit 17 in einer zweiten Schaltbewegung 23 in die zweite Axialrichtung 21 verschoben.

Die Schalteinheit 17 weist ein mechanisches Verschiebeelement 18 auf das zur axialen Verschiebung des Nockenelements 14 auf der Nockenwelle 10 vorgesehen ist. Das Nockenelement 14 weist eine Kontur 19 auf, die dazu vorgesehen ist, zur Verstellung des Nockenelements 14 in einen Kontakt mit dem mechanischen Verschiebeelement 18 zu treten. Die Kontur 19 ist von dem Nockenelement 14 ausgebildet. Das Verschiebeelement 18 ist dazu vorgesehen, lediglich zur Verschiebung des Nockenelements 14 mit der Kontur 18 des Nockenelements 14 in Kontakt zu kommen. Das mechanische

Verschiebeelement 18 ist dazu vorgesehen, lediglich durch Wechselwirkung mit der einzigen Kontur 19 des Nockenelements 14 das Nockenelement 14 in die erste

Axialrichtung 20 und die zweite Axialrichtung 21 zu bewegen. Das mechanische

Verschiebeelement 18 benötigt zur Verschiebung des Nockenelements in die beiden Axialrichtungen 20, 21 insbesondere keine zwei unterschiedliche Konturen des

Nockenelements 14 für je eine der Axialrichtungen 20, 21. Das mechanische

Verschiebeelement 18 steht zur Erzeugung einer Verschiebebewegung in die erste Axialrichtung 20 in Wechselwirkung mit der einzigen Kontur 19 des Nockenelements 14. Das mechanische Verschiebeelement 18 steht zur Erzeugung einer Verschiebebewegung in die zweite Axialrichtung 21 in Wechselwirkung mit der einzigen Kontur 19 des

Nockenelements 14. Dabei wird eine axiale Komponente einer Bewegung des

mechanischen Verschiebeelements 18 und damit eine Schaltbewegung 22, 23 des Nockenelements 14 durch eine Wechselwirkung des mechanischen Verschiebeelements 18 mit der Kontur 19 des Nockenelements 14 bewirkt. Dabei bewirkt ein Formschluss zwischen dem mechanischen Verschiebeelement 18 und der Kontur 19 des

Nockenelements 14 die Schaltbewegung 22, 23 des Nockenelements. Während einem Schaltvorgang der Schalteinheit 17, in der das Nockenelement 14 eine der

Schaltbewegungen 22, 23 ausführt, steht das mechanische Verschiebeelement 18 in einem formschlüssigen Kontakt mit der Kontur 19 des Nockenelements 14. In einem Betriebszustand, in dem das Nockenelement 14 nicht verschoben wird, die Ventile 12, 13 konstant mit einer der Nockenbahnen 15, 16, 15', 16' betätigt werden, ist das

mechanische Verschiebeelement 18 von der einzigen Kontur 19 des Nockenelements 14 getrennt. Das mechanische Verschiebeelement 18 ist als ein Zahnrad ausgebildet. Das

mechanische Verschiebeelement 18 weist dabei eine Stirnverzahnung 27 auf, die dazu vorgesehen ist, zur Verschiebung des Nockenelements 14 in die Kontur 19 des

Nockenelements 14 einzugreifen. Dazu ist die Kontur 19 des Nockenelements 14 als eine Verzahnung ohne axiale Steigung ausgebildet. Die als Verzahnung ausgebildete Kontur 18 ist dabei an einer orthogonal zur Rotationsachse 11 der Nockenwelle 10 stehenden Seitenfläche des Nockenelements 14 angebracht. Dabei ist die Kontur 18 insbesondere an einer Seitenfläche des Nockenelements angeordnet, die als ein Teil des

Nockenelements 14 ausgebildet ist, der die Nockenbahnen 15, 16 zur Betätigung des einen Ventils 12 ausbildet, und einem Teil des Nockenelements 14, das die

Nockenbahnen 15', 16' die das Ventil 13 betätigen, ausbildet, gegenüberliegt. Dadurch ist die Schalteinheit vorteilhaft in einem Bereich zwischen den beiden Ventilen 12, 13 angeordnet in dem die Nockenbahnen 15, 16, 15', 16' zur Betätigung der

unterschiedlichen Ventile 12, 13 beabstandet zueinander angeordnet ist.. Dadurch kann ein axialer Bauraum besonders vorteilhaft effizient ausgenutzt werden.

Die Schalteinheit 17 umfasst ein Übertragungselement 24. Das Übertragungselement 24 ist mit dem mechanischen Verschiebeelement 18 gekoppelt. Das Übertragungselement 24 ist an einem ersten Ende mit dem mechanischen Verschiebeelement 18 gekoppelt. Dabei ist das Übertragungselement 24 mit seinem ersten Ende axial fest und in

Radialrichtung des Verschiebeelements 18 verschiebbar gelagert. An einem zweiten Ende bildet das Übertrag ungselement 24 ein Formschlusselement 25 aus, das zur formschlüssigen Kopplung mit dem Nockenelement 14 vorgesehen ist. Das

Formschlusselement 25 ist dabei gabelförmig ausgebildet, und dazu vorgesehen, das Nockenelement 14 zur formschlüssigen Verbindung zumindest teilweise zu umgreifen. Das Nockenelement 14 weist zur Kopplung mit dem Übertragungselement 24 ein korrespondierend ausgebildetes Formschlusselement 26 auf. Das Formschlusselement 26 des Nockenelements 14 ist dabei als eine umlaufende Nut ausgebildet. Es ist grundsätzlich auch denkbar, dass das Formschlusselement 26 auf eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet ist, beispielsweise als eine umlaufende Rippe, wobei das entsprechende Formschlusselement 25 des

Übertragungselements 24 äquivalent ausgebildet wäre.

Das mechanische Verschiebeelement 18 und das Übertragungselement 24 sind zusammen in einer Schaltachse 28 zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition verschiebbar angeordnet. Die Schaltachse 28 verläuft dabei in Radialrichtung der Nockenwelle. Dadurch können das Verschiebeelement 18 und das Übertragungselement 24 radial auf die Nockenwelle 10 und das Nockenelement 14 zubewegt und von der Nockenwelle 10 und dem Nockenelement 14 weg bewegt werden.

Die erste Schaltposition ist als eine Neutralposition ausgebildet, in der das

Verschiebeelement 18 und das Übertragungselement 24 von dem Nockenelement 14 entfernt sind. In der ersten Schaltposition greift das Verschiebeelement 18 nicht in die Kontur 19 des Nockenelements 14 ein und es besteht keine formschlüssige Verbindung zwischen dem Formschlusselement 25 des Übertragungselements 24 und dem

Formschlusselement 26 des Nockenelements 14. In der ersten Schaltposition wird das Nockenelement 14 nicht verschoben und die Ventile 12, 13 werden konstant mit jeweils einer der Nockenbahnen 15, 16, 15', 16' betätigt.

Die zweite Schaltposition ist als eine Eingriffsposition ausgebildet in der das

Verschiebeelement 18 und das Übertragungselement 24 entsprechend mit dem

Nockenelement 14 in Kontakt sind. In der zweiten Schaltposition sind das

Verschiebeelement 18 und das Übertragungselement 24 radial auf das Nockenelement 14 zubewegt. In der zweiten Schaltposition greift das Verschiebeelement 18 in die Kontur 19 des Nockenelements 14 ein und es besteht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Formschlusselement 25 des Übertragungselements 24 und dem

Formschlusselement 26 des Nockenelements 14. Dadurch wird das Nockenelement 14 in der zweiten Schaltposition des Verschiebeelements 18 und des Übertragungselements 24 je nach aktueller Schaltstellung des Nockenelements 14 durch eine Schaltbewegung 22, 23 in seine erste oder zweite Schaltstellung verstellt.

Zur Verstellung des Verschiebeelements 18 und des Übertragungselements 24 weist die Schalteinheit einen Aktuator 29 auf. Der Aktuator 24 weist einen in einer Axialrichtung verschiebbaren Betätigungskolben 30 auf, der zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung axial verschoben werden kann. Die eingefahrene Stellung entspricht dabei der ersten Schaltposition des Verschiebeelements 18 und des

Übertragungselements 24. Eine ausgefahrene Stellung entspricht der zweiten

Schaltposition des Verschiebeelements 18 und des Übertragungselements 24. Der Aktuator 29 ist dabei als ein elektronisch ansteuerbarer Aktuator ausgebildet, der einen Elektromotor und ein Spindelgetriebe aufweist, über die der Betätigungskolben axial verschiebbar ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Aktuator als ein anderer, dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Aktuator ausgebildet ist, wie beispielsweise als ein pneumatischer oder hydraulischer Aktuator. Das als Zahnrad ausgebildete mechanische Verschiebeelement 18 ist um eine exzentrische Achse 32 gelagert. Dazu weist die Schalteinheit ein exzentrisches

Lagerelement 31 auf, über das das als Zahnrad ausgebildete mechanische

Verschiebeelement 18 drehbar gelagert ist. Das exzentrische Lagerelement 31 ist dabei in einer Ebene mit der Rotationsachse 11 der Nockenwelle 10 angeordnet. Das exzentrische Lagerelement 31 ist dabei gehäusefest angeordnet. Das exzentrische Lagerelement 31 ist mit dem Betätigungskolben 30 des Aktuators 29 gekoppelt. Über das Lagerelement 31 und den Betätigungskolben 29 des Aktuators 29 ist das

Verschiebeelement 18 und dadurch das Übertragungselement 24 in der Schaltachse 28 axial verschiebbar. Durch das exzentrische Lagerelement 31 rotiert das als Zahnrad ausgebildete Verschiebeelement 8 nicht um seinen Mittelpunkt, sondern um eine exzentrische Achse, die das exzentrische Lagerelement 31 ausbildet. Durch das exzentrische Lagerelement 31 bewegt sich das als Zahnrad ausgebildete mechanische Verschiebeelement 18 bei einer Rotation relativ zu der Nockenwelle. Durch eine zeitgleiche Kopplung des Verschiebeelements 18 mit dem Nockenelement 14 über das Übertragungselement 24 wird das Nockenelement 14 durch die Bewegung eine axiale Komponente einer Bewegung des Verschiebeelements 14 bei seiner Rotation in eine der Axialrichtungen 20, 21 verschoben. Bei einer Rotation des Verschiebeelements 18 um das exzentrische Lagerelement 31 wandert die Lagerachse entlang der Ebene der Rotationsachse 11 der Nockenwelle in Axialrichtung zwischen zwei Maximalstellungen, die jeweils eine der beiden Schaltstellungen des Nockenelements 14 repräsentieren. In den Maximalstellungen ist jeweils der Mittelpunkt des mechanischen Verschiebeelements 18, an dem auch das Übertragungselement 24 an das Verschiebeelement 18

angebunden ist, ebenfalls auf der Ebene der Rotationsachse 11 und dem Lagerelement 31 angeordnet.

In Figur 1 ist eine erste Schaltstellung des Nockelements 14 gezeigt. Die Nockenbahnen 15, 15' sind in einem Eingriff mit dem entsprechenden Ventil 12, 13. Das mechanische Verschiebeelement 18 und das Übertragungselement 24 sind mittels des Aktuators 29 in ihrer als Neutralposition ausgebildeten ersten Schaltposition geschaltet. Das exzentrische Lagerelement 31 ist an seiner ersten Maximalstellung und den Nockenbahnen 15, 16 zugewandt. In der Neutralposition dreht sich das mechanische Verschiebungselement nicht. Zur Schaltung in die zweite Schaltstellung des Nockenelements 14 wird das mechanische Verschiebeelement 18 und das Übertragungselement 24 sind mittels des Aktuators 29 in ihre als Eingriffsposition ausgebildeten zweite Schaltposition geschaltet. Das Übertragungselement 24 kommt in formschlüssigen Kontakt mit dem Formschlusselement 26 des Nockenelements und die Stirnverzahnung 27 des

Verschiebeelements 18 spurt in die als Verzahnung ausgebildete Kontur 19 des

Nockenelements 14 ein. Durch die Wechselwirkung zwischen der Kontur 19 des

Nockenelements und dem mechanischen Verschiebeelement 18 wird das

Verschiebelement 8 durch die Rotation des Nockenelements 14 angetrieben und rotiert um das exzentrische Lagerelement 31. Durch die exzentrische Lagerung über das exzentrische Lagerelement 31 bewegt sich das Verschiebeelement 18 relativ zu der Nockenwelle. Dabei weist die Bewegung des Verschiebeelements 18 relativ zu der Nockenwelle 10 eine axiale Komponente und eine radiale Komponente auf. Die axiale Komponente der Bewegung bewirkt durch die formschlüssige Kopplung des

Nockenelements 14 mit dem Übertragungselement eine axiale Verschiebung des Nockenelements in die erste Axialrichtung 22 und verschiebt so einen Eingriff der Ventile 12, 13 von der ersten Nockenbahn 15, 15' auf die zweite Nockenbahn 16. 16'. Die erste Schaltbewegung 22 ist abgeschlossen, sobald der Mittelpunkt des Verschiebeelements

18 wieder auf der Ebene der Rotationsachse 11 und des Lagerelements 31 angekommen ist und das exzentrische Lagerelement dabei in seiner zweiten Maximalstellung den Nockenbahnen 15', 16' zugewandt ist. Ist das Verschiebeelement 18 in dieser Position angekommen, werden das Verschiebeelement 18 und das Übertragungselement über den Aktuator 29 wieder in ihre erste als Neutralposition ausgebildete Schaltposition geschaltet. Somit bleibt das Nockenelenelement 14 in der zweiten Schaltstellung. Figur 4 zeigt das Nockenelement 14 in der zweiten Schaltstellung.

Zur Schaltung des Nockenelements 14 von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung wird das mechanische Verschiebeelement 18 und das

Übertragungselement 24 mittels des Aktuators 29 in ihre als Eingriffsposition

ausgebildeten zweite Schaltposition geschaltet. Das Übertragungselement 24 kommt in formschlüssigen Kontakt mit dem Formschlusselement 26 des Nockenelements und die Stirnverzahnung 27 des Verschiebeelements 18 spurt in die als Verzahnung ausgebildete Kontur 19 des Nockenelements 14 ein. Durch die Wechselwirkung zwischen der Kontur 9 des Nockenelements und dem mechanischen Verschiebeelement 18 wird das

Verschiebelement 18 durch die Rotation des Nockenelements 14 angetrieben und rotiert um das exzentrische Lagerelement 31. Das exzentrische Lagerelement bewegt sich dabei wieder in Richtung seiner ersten Maximalstellung in der es den Nockenbahnen 15, 16 zugewandt ist, wodurch das Nockenelement seine zweite Schaltbewegung 23 in die zweite Axialrichtung ausführt. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass das Nockenelement jeweils mehr als drei Nockenbahnen aufweist, wodurch das Verschiebeelement 18 und das

Übertragungselement 24 nicht nur in den Maximalstellungen des exzentrischen Lagerelements 31 aus ausgespurt werden würden, um die weiteren Schaltpositionen darzustellen.