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Title:
VALVETRAIN FOR GAS EXCHANGE VALVES OF A COMBUSTION ENGINE WITH AXIALLY DISPLACEABLE CAM UNITS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/026562
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a valvetrain for gas exchange valves of a combustion engine, comprising a camshaft (2), a cam unit (4), which is arranged on the camshaft (2) so as to be non-rotatable and axially displaceable and which has a plurality of cam tracks (NB) arranged axially side by side, as well as adjustment means (6) co-operating with the cam unit (4) for axial adjustment of the cam unit (4) on the camshaft (2). According to the invention, the adjustment means (6) comprise a movably mounted adjustment element (60; 60') arranged inside the camshaft (2) for transferring an adjustment movement of the adjustment element (60; 60') to the cam unit (4). The adjustment element (60; 60') has on its circumference a track profile (LP; LP'), and the adjustment element (60; 60') co-operates with a coupling means (4a) connected to the cam unit (4) and protruding through an opening (2a) in the camshaft (2). Furthermore, means (8) coupled to the adjustment element (60; 60') for driving the adjustment element (60; 60') are provided, so that the movement of the adjustment element (60; 60') relative to the camshaft (2) causes an axial displacement of the cam unit (4) on the camshaft (2).

Inventors:
MÜLLER, Ulf (Ammonstr. 13, Chemnitz, 09116, DE)
HEYWOOD, Jonathan (Marianne-Brandt-Str. 7, Chemnitz, 09112, DE)
MEUSEL, Jürgen (Hauptstr. 19, Dittmansdorf, 09573, DE)
MANN, Bernd (Lessingstrasse 11, Zschopau, 09405, DE)
REICHELT, Robert (Altenhainer Str. 61, Frankenberg/Sachsen, 09669, DE)
GROSSGEBAUER, Uwe (Hettnerstr. 4, Dresden, 01069, DE)
Application Number:
EP2010/005044
Publication Date:
March 10, 2011
Filing Date:
August 17, 2010
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP PRESTA TECCENTER AG (Wirtschaftspark 37, Eschen, FL-9492, LI)
MÜLLER, Ulf (Ammonstr. 13, Chemnitz, 09116, DE)
HEYWOOD, Jonathan (Marianne-Brandt-Str. 7, Chemnitz, 09112, DE)
MEUSEL, Jürgen (Hauptstr. 19, Dittmansdorf, 09573, DE)
MANN, Bernd (Lessingstrasse 11, Zschopau, 09405, DE)
REICHELT, Robert (Altenhainer Str. 61, Frankenberg/Sachsen, 09669, DE)
GROSSGEBAUER, Uwe (Hettnerstr. 4, Dresden, 01069, DE)
International Classes:
F01L1/047; F01L13/00
Domestic Patent References:
WO2010115399A1
WO2009056222A1
Foreign References:
DE19520117A1
DE102007016977A1
US5809954A
JP2009180142A
DE19825814A1
DE102007010149A1
EP1503048B1
DE102007048915A1
Attorney, Agent or Firm:
KIRCHNER, Sven et al. (Thyssenkrupp AG, PatentabteilungThyssenKrupp Allee 1, Essen, 45143, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine, umfassend

- eine Nockenwelle (2),

- eine axial auf der Nockenwelle (2) drehfest und axial verschiebbar angeordnete, eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Nockenbahnen (NB) aufweisende

Nockeneinheit (4), und

- mit der Nockeneinheit (4) zusammenwirkende Verstellmittel (6) zur axialen

Verstellung der Nockeneinheit (4) auf der Nockenwelle (2),

dadurch gekennzeichnet, dass

die Verstellmittel (6) umfassen:

- ein innerhalb der Nockenwelle (2) beweglich gelagert angeordnetes Verstellelement (60; 60') zur Übertragung einer Verstellbewegung des Verstellelements (60; 60') auf die Nockeneinheit (4), wobei das Verstellelement (60; 60') auf seinem Umfang ein Laufbahnprofil (LP; LP') aufweist, und wobei das Verstellelement (60; 60') mit einem mit der Nockeneinheit (4) verbundenen, eine Ausnehmung (2a) der Nockenwelle (2) durchragenden Koppelmittel (4a) zusammenwirkt, sowie

- mit dem Verstellelement (60; 60') gekoppelte Mittel (8) zum Antrieb des

Verstellelements (60; 60'),

sodass die relativ zur Nockenwelle (2) erfolgende Bewegung des Verstellelements (60; 60') eine axiale Verschiebung der Nockeneinheit (4) auf der Nockenwelle (2) bedingt.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- eine Mehrzahl von Nockeneinheiten (4) mit einem gemeinsamen Verstellelement (60; 60') gekoppelt sind.

3. Ventiltrieb Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

- alle Nockeneinheiten (4) einer Zylinderbank mit dem gemeinsamen Verstellelement (60; 60') gekoppelt sind.

4. Ventiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Mittel (8) zur Bewegung des Verstellelements (60; 60') in Form passiver Antriebsmittel ausgebildet sind, über welche aus der Bewegung der Nockenwelle (2) zumindest zeitweise eine Bewegung des Verstellelements (60; 60') generierbar ist.

5. Ventiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Mittel (8) zur Bewegung des Verstellelements (60; 60') in Form aktiver

Antriebsmittel ausgebildet sind.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Mittel (8) zur Bewegung des Verstellelements (60; 60') einen Elektromotor umfassen.

7. Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Mittel (8) zur Bewegung des Verstellelements (60; 60') einen Elektromagneten umfassen.

8. Ventiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Mittel zur Bewegung des Verstellelements (60; 60') zumindest teilweise im Inneren der Nockenwelle (2) angeordnet sind.

9. Ventiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Verstellelement (60) verdrehbar in der Nockenwelle (2) gelagert ist.

10. Ventiltrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Laufbahnprofil (LP) sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt, wobei ein Wechsel zwischen zwei Nockenbahnen (NB) durch einen axialen Versatz im Laufbahnprofil (LP) erreicht wird.

11. Ventiltrieb nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Ausnehmung (2a) für die Koppelmittel (4a) sich in axialer Richtung parallel zur Drehachse (X) der Nockenwelle (2) erstreckt.

12. Ventiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Verstellelement (60') axial verschiebbar in der Nockenwelle (2) gelagert ist.

13. Ventiltrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Laufbahnprofil (LP') sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt, wobei ein Wechsel zwischen zwei Nockenbahnen (NB) durch einen Versatz im Laufbahnprofil (LP') in Umfangsrichtung erreicht wird.

14. Ventiltrieb nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Ausnehmung (2a') für die Koppelmittel (4a') sich in einem Winkel zur Drehachse (X) der Nockenwelle (2) erstreckt.

15. Ventiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Koppelmittel (4a; 4a') stiftförmig ausgebildet ist.

16. Ventiltrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Koppelmittel (4a; 4a') an seinem einen Ende kraft- und/oder formschlüssig mit der Nockeneinheit (4) verbunden ist und an seinem anderen Ende in dem

Laufbahnprofil (LP; LP') des Verstellelements (60; 60') formschlüssig geführt ist.

Description:
Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine mit axial verschiebbaren Nockeneinheiten

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gattungsbildende Ventiltriebe für Gaswechselventile von Brennkraftmaschinen sind bereits hinlänglich bekannt. Dabei werden drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle gelagerte Nockeneinheiten in einem Zusammenwirken mit stiftförmigen Betätigungselementen, welche radial in umfänglich auf den Nockeneinheiten verlaufenden Verschiebebahnen geführt sind, axial verschoben (WO 2009/056222 AI , DE 10 2007 010 149 AI, EP 1 503 048 Bl). Aus der WO 2009/056222 AI ist eine Brennkraftmotorenventiltriebumschaltvorrichtung bekannt, bei der mehrere axial auf der Nockenwelle axial verschiebbar und drehfest angeordnete Nockeneinheiten vorhanden sind, wobei zwei dieser Nockeneinheiten über eine strebenförmige auf der Nockenwelle geführte Verbindereinheit gekoppelt sind, so dass die beiden gekoppelten Nockeneinheiten jeweils gemeinsam verschiebbar auf der Nockenwelle angeordnet sind.

Aus der DE 10 2007 048 915 AI ist eine Ventiltriebvorrichtung für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein drehfest und axial auf der Nockenwelle verschiebbar gelagertes Verschiebeelement mit umfänglichen Verschiebelaufbahnen mit einer benachbarten, drehfest und axial auf einer Nockenwelle angeordneten Nockeneinheit über einen mit den Verschiebelaufbahnen des Verschiebeelements zusammenwirkenden schaltgabelförmigen Betätiger axial verschiebbar ist und in einer gewünschten axialen Position fixiert gehalten wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen gattungsgemäßen Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine anzugeben durch den die axiale Verstellbarkeit der axial verschiebbar auf einer Nockenwelle gelagerten Nockeneinheiten funktionssicher und konstruktiv vereinfacht gewährleistet ist. Mit Vorteil soll durch den angegebenen Ventiltrieb auch die Verstellbarkeit von mehreren benachbart axial verschiebbar auf der Nockenwelle gelagerten Nockeneinheiten auf einfache Weise und funktionssicher gewährleistet werden. Insbesondere soll eine Lösung angegeben werden, durch die in erheblichem Maße Bauraum eingespart werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Gemäß der Erfindung ist die Nockenwelle des Ventiltriebs als zumindest bereichsweise hohle Welle (insbesondere als Hohlwelle bzw. Rohrkörper) ausgebildet, in deren Innenraum ein beweglich angeordnetes Verstellelement angeordnet ist. Über das innerhalb der Nockenwelle beweglich gelagert angeordnete Verstellelement, welches über Koppelmittel mit der zumindest einen axial verschiebbar und drehfest auf der Nockenwelle angeordneten Nockeneinheit wirkverbunden bzw. mechanisch gekoppelt ist, kann die Nockeneinheit in unterschiedliche axiale Positionen auf der Nockenwelle überführt werden. Dabei ist die Kopplung zwischen Verstellelement und Nockeneinheit derart ausgebildet, dass aufgrund einer Inbewegungsetzung (z. B. Verdrehung und/oder Verschiebung) des Verstellelementes relativ zur Nockenwelle eine axiale Verschiebung der Nockeneinheit(en) auf der Nockenwelle bewirkt wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird über das innerhalb der Nockenwelle beweglich gelagerte Verstellelement eine Mehrzahl von Nockeneinheiten axial verstellt. Insbesondere werden über das (gemeinsame) Verstellelement alle Nockeneinheiten einer Zylinderbank gekoppelt, so dass innerhalb eines Verstellzyklus alle auf der Nockenwelle angeordneten Nockeneinheiten (zumindest die Nockeneinheiten, die axial verschiebbar auf der Nockenwelle gelagert sind) verstellt werden können. Die axiale Verschiebung der Nockeneinheiten und die dadurch bedingte Umschaltung von einem Nockenhubprofil auf das andere Nockenhubprofil einer Nockeneinheit erfolgt in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine, sodass eine möglichst leistungs- und/oder verbrauchsoptimierte Betriebsweise der Brennkraftmaschine gewährleistet wird.

Mit Vorteil ist das Verstellelement als innerhalb der Nockenwelle (relativ zu dieser) verdrehbar gelagerte Verstellwelle ausgeführt.

In einer alternativen Ausführungsform kann das Verstellelement auch als axial innerhalb der Nockenwelle verschiebbar gelagerter Verstellschieber ausgeführt sein.

In beiden Fällen wird eine axial auf der Nockenwelle verschiebbar gelagerte Nockeneinheit dadurch verschoben, dass ein insbesondere stiftartig ausgeführtes und über eine Ausnehmung in der Nockenwelle (im Nockenwellenmantel) radial ins Innere der Nockenwelle gerichtetes Koppelmittel der Nockeneinheit in einem Laufbahnprofil des Verstellelementes geführt ist. Der Antrieb des Verstellelementes kann auf verschiedenste Arten und Weisen erfolgen. In einer möglichen Ausführungsform ist das Verstellelement über einen Elektromotor relativ zur Nockenwelle bewegbar (verdrehbar und/oder verschiebbar). In einer anderen Ausführungsform kann das Verstellelement auch über einen beispielsweise als Elektromagneten ausgeführten Aktuator (axial verschiebbar und/oder verdrehbar) antreibbar (axial verschiebbar und/oder verdrehbar) sein. Dabei können die Aktuatoren innerhalb der Nockenwelle insbesondere drehfest mit dieser verbunden angeordnet sein.

Alternativ zu derartigen aktiven Antriebsmitteln kann der Antrieb des Verstellelementes auch durch passive Antriebsmittel erfolgen. Bei einer derartigen Antriebsform wird die Drehbewegung der Nockenwelle ausgenutzt und über passive Antriebselemente eine Antriebsbewegung auf das Verstellelement zu übertragen bzw. zu überführen.

In den Zeichnungsfiguren sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt, welche nachstehend näher beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Detailausschnitt des erfindungsgemäßen Ventiltriebs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem verdrehbar in der Nockenwelle gelagerten Verstellelement - im Längsschnitt dargestellt,

Fig. 2 das auf dem Umfang des Verstellelementes ausgebildete Laufbahnprofil zur Führung eines mit der Nockeneinheit verbundenen Koppelmittels als Detail aus Fig. 1 - in einer

Abwicklung dargestellt - beispielhaft dargestellt für die Gaswechselventile (Einlassund/oder Auslassventile) einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine,

Fig. 3 einen Detailausschnitt des erfindungsgemäßen Ventiltriebs gemäß einer zweiten möglichen Ausführungsform der Erfindung mit einem verschiebbar in der Nockenwelle gelagerten Verstellelement - im Längsschnitt dargestellt,

Fig. 4 den Ventiltrieb gemäß Fig. 3 in einer im Vergleich zu Fig. 3 um 90° gedrehten Position - im Teilschnitt mit Unsichtbaren dargestellt, Fig. 4a das auf dem Umfang des Verstellelementes ausgebildete Laufbahnprofil zur Führung eines mit der Nockeneinheit verbundenen Koppelmittels in einer Draufsicht dargestellt - beispielhaft dargestellt für die Gaswechselventile (Einlass- und/oder Auslassventile) einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine,

Fig. 5 einen Antrieb für das in der Nockenwelle beweglich gelagerte Verstellelement in einer ersten möglichen Ausführungsform in Form eines Elektromotors, und

Fig. 6 einen Antrieb für das in der Nockenwelle beweglich gelagerte Verstellelement in einer zweiten möglichen Ausführungsform in Form eines elektromagnetischen Aktuators.

In Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Ventiltrieb für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in einem Detailausschnitt in Schnittdarstellung dargestellt. Der Ventiltrieb umfasst in seinen wesentlichen Komponenten eine als Hohlwelle ausgebildete Nockenwelle 2, eine auf der Nockenwelle 2 drehfest und axial verschiebbar angeordnete Nockeneinheit 4, sowie ein innerhalb der Nockenwelle 2 beweglich angeordnetes Verstellmittel 6. Dabei ist das Verstellmittel 6 gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 als verdrehbar in der Nockenwelle 2 gelagertes Verstelleiement 60 (Verstellwelle) ausgebildet, welches auf seinem Umfang ein Laufbahnprofil LP aufweist, mit dem ein stiftförmig ausgebildetes Koppelmittel 4a der Nockeneinheit 4 - durch eine Ausnehmung 2a der Nockenwelle 2 hindurch - korrespondiert, um die Nockeneinheit 4 in Abhängigkeit von der Verdrehung des Verstellelementes 60 axial auf der Nockenwelle 2 zu verschieben. In der dargestellten Ausführungsform ist die im Querschnitt ringzylindrisch ausgeführte Nockeneinheit 4 mit einer Innenverzahnung 4z drehfest und axial verschiebbar auf einer Außenverzahnung 2z der Nockenwelle 2 gelagert. In der dargestellten Ausführungsform weist die Nockeneinheit 4 insgesamt drei unterschiedliche Nockenbahnen NB (Nockenhubprofile NBa, NBb, Nbc) für unterschiedliche Betätigungen (Betriebsarten) der Gaswechselventile bzw. der Brennkraftmaschine auf. Gemäß der dargestellten Position ist die Nockeneinheit 4 in ihrer äußerst linken Position auf der Nockenwelle 2 positioniert. Damit die Nockeneinheit 4 in der jeweils eingestellten axialen Position gehalten bleibt weist die Nockenwelle 2 unterschiedliche (mit den Nockenbahnen korrespondierende) Positionierausnehmungen 2b auf, welche mit einem - hier kugelförmig ausgeführten und in radialer Richtung (nach innen in Richtung Nockenwellendrehachse X) mit einer Federkraft beaufschlagten - Positionierelement 4b der Nockeneinheit 4 zusammenwirken. Die Ausnehmung 2a der als Hohlwelle ausgeführten Nockenwelle 2 erstreckt sich insbesondere in axialer Richtung parallel zur Drehachse X der Nockenwelle 2 und ist in ihrer Längserstreckung derart bemessen, dass die Nockeneinheit 4 mit ihrem stiftförmigen Koppelmittel 4a über den gesamten erforderlichen axialen Verschiebebereich bewegbar ist.

In Fig. 2 ist das auf dem Umfang des drehbeweglich innerhalb der Nockenwelle 2 gelagerten Verstellelements 60 ausgebildete Laufbahnprofil LP in einer Abwicklung über 2 x 360° für die Gaswechselventile (Einlass- und/Oder Auslassventile) einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine dargestellt. Das Laufbahnprofil LP gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform eines rotierbar innerhalb der Nockenwelle 2 gelagerten Verstellelementes 60 erstreckt sich in der dargestellten Ausführungsform (mit insgesamt drei verschiedenen, axial beabstandeten Arbeitspositionen der Nockeneinheit 4) über insgesamt eindreiviertel bis zwei Nockenwellenumdrehungen (dargestellt ca. 700° Winkelgrade).

Da über das Verstellelement 60 (60') insgesamt mehrere axial verschiebbare Nockeneinheiten 4 (einer einer Zylinderbank zugeordneten Nockenwelle) verschoben werden sollen, aber nicht alle Nockeneinheiten 4 gleichzeitig verschoben werden dürfen (Nockeneinheiten sind aufgrund der unterschiedlichen Steuerzeiten der Zylinder gegeneinander auf der Nockenwelle verdreht angeordnet), ist für jede Nockeneinheit 4 ein entsprechend abgestimmtes Laufbahnprofil LP (LP') vorzusehen. Der Zeitpunkt zu dem die axiale Verschiebung der einzelnen Nockeneinheiten 4 tatsächlich stattfindet ist dabei zylinderindividuell durch die Verbindungsgeometrie (Laufbahnprofil LP (LP')) zwischen dem Verstellelement 60 (60') und den einzelnen Nockeneinheiten 4 festgelegt. Die jeweilige Verbindungsgeometrie ist derart aufeinander abgestimmt, dass zwischen einer Nockeneinheit 4 und dem Verstellelement 60 (60') eine Verschiebung jeweils nur im Grundkreisbereich der jeweiligen Nockeneinheit 4 stattfinden kann bzw. darf. In den dargestellten Abwicklungen erstrecken sich die Laufbahnprofile LP im Wesentlichen in Umfangsrichtung, wobei ein Wechsel zwischen zwei Nockenbahnen NB der verschiebbaren Nockeneinrichtung 4 durch einen axialen Versatz im Laufbahnprofil LP (Verstellbereich VB) erreicht wird. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine werden ausgehend von der aktuellen dargestellten Betrachtungsposition zuerst (nach einer Verdrehung des Verstellelements 60 um ca. 20° Winkelgrade) die axial zu verschiebenden Nockeneinheiten 4 der Zylinder Zyl_3 und Zyl_4, und anschließend (nach einer Verdrehung, ausgehend von der besagten Betrachtungsposition, um insgesamt mehr als 110° Winkelgrade) die axial zu verschiebenden Nockeneinheiten 4 der Zylinder Zyl_l und Zyl_2 axial auf der Nockenwelle 2 verschoben, sodass im folgenden Verbrennungszyklus die Nockenhubprofile NBb (mittlerer Nockenhub) anstelle der Nockenhubprofile NBa (größter Nockenhub) mit den korrespondierenden Gaswechselventilen zusammenwirken.

In den Fig. 3 und 4 ist eine alternative Ausführungsform für ein Verstellelement 60' dargestellt, wobei das Verstellelement 60' nicht verdrehbar sondern axial verschiebbar innerhalb der Nockenwelle 2 geführt bzw. gelagert ist. Fig. 3 zeigt eine als Hohlwelle ausgebildete Nockenwelle 2 mit einer drehfest und axial verschiebbar auf der Nockenwelle 2 angeordneten Nockeneinheit 4. Analog zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform wird die Nockeneinheit 4 (anstatt über eine verdrehbar gelagerte Verstellwelle) über ein als Verstellschieber ausgebildetes Verstellelement 60' axial auf der Nockenwelle 2 verschoben, indem die Nockeneinheit 4 mit ihrem stiftförmigen Koppelmittel 4a durch eine Ausnehmung 2a' in der Nockenwelle 2 bis in ein auf dem Umfang des Verstellelementes 60' sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckendes Laufbahnprofil LP' erstreckt derart, dass durch eine axiale Verschiebung des Verstellelementes 60' eine axiale Verschiebung der Nockeneinheit 4 auf der Nockenwelle 2 erreicht wird. Das Laufbahnprofil LP' des Verstellelementes 60' erstreckt sich im Wesentlichen axial (über eine Länge L) innerhalb einer kleinen umfänglichen Breite b auf der Umfangsoberfläche des Verstellelements 60'. Dabei weist das Laufbahnprofil LP' analog zu der Anzahl der Nockenbahnen NB (NBa, Nßb, NBc) der Nockeneinheiten 4 in Umfangsrichtung versetzte Laufbahnbereiche (a, b, c) auf, die sich im Wesentlichen parallel zur Drehachse X der Nockenwelle 2 erstrecken. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei verschiedene, drehachsparallele sich in Längsrichtung erstreckende Laufbahnbereiche (a, b, c) vorhanden, wobei jeweils zwei axial benachbarte Laufbagnbereiche (a-b, b-c) über einen schräg verlaufenden Laufbahnabschnitt (Positionsverstellabschnitt / Verstellbereich VB') miteinander verbunden sind. Durch die axiale Verschiebung des Verstellschiebers relativ zur Nockenwelle 2 wird eine Nockeneinheit 4 genau dann axial verschoben, wenn die Nockeneinheit mit ihren stiftförmigen Koppelmittel 4a einen schräg verlaufenden Verstellabschnitt VB passiert. Ebenfalls in Abweichung zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist die Ausnehmung 2a' innerhalb der Nockenwelle 2 schräg zur Drehachse X der Nockenwelle 2 verlaufend angeordnet. Die Ausnehmung 2a' verläuft in einem Winkel von ca. 45° zur Drehachse X der Nockenwelle 2 und erstreckt sich über eine umfängliche Breite zwischen den Laufbahnabschnitten (a, b, c) des Laufbahnprofils LP' für den kleinsten (c) und den größten (a) Nockenbahnhub der Nockenbahnen NB (Fig. 4). Wie in Fig. 3 dargestellt ist das verschiebbar innerhalb der Nockenwelle 2 gelagerte Verstellelement 60' über einen Verdrehsicherungspin VP geführt, welcher vom Nockenwellenmantel radial nach innen in eine hiermit korrespondierende Nut VN des Verstellelements 60' hineinragt und dadurch dieses gegen Verdrehung relativ zur Nockenwelle 2 sichert. Analog zur vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit verdrehbar gelagertem Verstellelement 60 sind gemäß der Figur 4a auch für die Ausführungsform mit verschiebbar gelagertem Verstellelement 60' die Laufbahnprofile LP' für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine in einer möglichen Ausgestaltung dargestellt. Demnach würden - ausgehend von einer aktuellen axialen Betriebsposition des Verstellelements 60' (in der sich alle Nockeneinheiten 4 in einer axialen Position befinden, in der die Gaswechselventile aller Zylinder mit der mittleren Nockenbahn NBb zusammenwirken) - bei einer ersten geringeren axialen Verschiebung des Verstellelements 60' die Nockeneinheiten 4 der Zylinder Zyl_2 und Zyl_3, und nach einer weiteren axialen Verschiebung des Verstellelements 60' die Nockeneinheiten 4 der Zylinder Zy!_l und Zyl_4 axial verschoben, sodass nach einem erfolgten Verstellzyklus alle zu verschiebenden Nockeneinheiten 4 vom mittleren Laufbahnabschnitt b (in Abhängigkeit von der Verstellrichtung) in den inneren oder äußeren Laufbahnabschnitt (c bzw. a) verschoben sind.

In den Fig. 5 und 6 sind unterschiedliche Antriebseinrichtungen (im Folgenden auch als Mittel 8 zur Bewegung bzw. Verstellung des Verstellelements 60; 60' bezeichnet) dargestellt. In einer ersten möglichen Ausführungsform sind die Mittel 8 in Form eines Elektromotors dargestellt, über dessen Antriebsachse das drehbar innerhalb der Nockenwelle 2 angeordnete Verstellelement 60 antreibbar bzw. relativ zur Nockenwelle 2 verdrehbar ist. Selbstverständlich kann über den Elektromotor auch ein als Verstellschieber ausgebildetes Verstellelement 60' über eine entsprechende Umsetzung der Rotationsbewegung in eine axiale Verschiebebewegung angetrieben werden. Der Elektromotor kann dabei, wie dargestellt, außerhalb der Nockenwelle 2 aber auch innerhalb derselben - drehfest mit dieser verbunden oder nicht drehfest mit dieser verbunden - angeordnet sein. Der Elektromotor wird dabei über eine entsprechende Steuereinheit 80 in Abhängigkeit von entsprechenden Motorbetriebsparametern p angesteuert. In einer alternativen Ausführungsform kann der Aktuator zur Verstellung des Verstellelementes 60, 60' auch als Elektromagnet oder dergleichen ausgebildet sein. Auch hier gilt, dass die in der Regel als axiale Verschiebebewegung vorgesehene Antriebsbewegung durch eine entsprechende Umsetzung in eine rotatorische Antriebsbewegung umgesetzt werden kann. Analog zu dem in Fig. 5 dargestellten Elektromotor wird auch ein derartiger Elektromagnet (Fig. 6) durch eine Steuereinheit 80 in Abhängigkeit von entsprechenden Motorbetriebsparametern p angesteuert. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt. Vielmehr sind auch alle denkbaren Mischformen der beschriebenen Merkmale vom Gedanken der Erfindung mit umfasst - beispielsweise auch ein innerhalb der Nockenwelle 2 verdreh- und verschiebbar angeordnetes Verstellelement 4, über welches die gekoppelten Nockeneinheiten 4 axial verschoben werden können. Hierfür könnte die Nockenwelle 2 auf ihrer inneren Mantelfläche ein Innengewinde bzw. eine Innenverzahnung und das Verstellelement 4 auf seiner umfänglichen Mantelfläche ein hiermit korrespondierendes Außengewinde bzw. eine entsprechende Außenverzahnung aufweisen.

Bezugszeichenliste

Nockenwelle 2 Ausnehmung (2) 2a; 2a'

Drehachse (2) X

Verdrehsicherungspin VP

Nockeneinheit 4 Koppelmittel (4) 4a

Nockenbahn(en) (4) NB

Verstellmittel 6

Verstellelement 60; 60' Laufbahnprofil LP; LP'

Verdrehsicherungsnut VN

Mittel zur Verstellung

d. Verstellelements 8 Steuereinheit (8) 80

(Motor-)Betriebsparameter p