(57)【要約】  本発明は、カムシャフトのシャフトセグメントの長手方向軸線に沿ってカムセグメントを移動させるためのシフト要素およびシフトシステム、ならびに内燃機関のバルブを作動するためのカムシャフトに関し、シフト要素が、シフト要素の外周面に沿って少なくとも部分内に延在する係合要素を案内するための案内溝を有し、案内溝が、シフト要素の回転軸線に直交して延在する回転軸線を中心とする係合要素の回転運動をもたらすための１つの有効部分を有し、有効部分が、係合要素の偏心接触のための接触要素を有する。【選択図】図２
2018532066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフト（３０）のシャフトセグメント（３５）のシャフト長手方向軸線に沿ってカムセグメント（３１）を移動させるためのシフト要素（１）であって、
前記シフト要素（１）が、少なくとも部分内に前記シフト要素（１）の外周面に沿って延在する係合要素（１０）を案内するための案内溝（２）を有し、
前記案内溝（２）が、前記シフト要素（１）の回転軸線（Ｘ）に直交して延在する、その回転軸線（Ｙ）を中心とする前記係合要素（１０）の回転運動をもたらすための少なくとも１つの有効部分（８，８．１，８．２，８．３）を有し、
前記有効部分（８，８．１，８．２，８．３）が、前記係合要素（１０）の偏心接触のための接触要素（９）を有する、シフト要素（１）。
【請求項２】
少なくとも部分内で前記有効部分（８，８．２）が、前記案内溝（２）の挿入セクタ（４）内に形成され、前記係合要素（２０）が前記案内溝（２）と係合するように適合されることを特徴とする、請求項１に記載のシフト要素（１）。
【請求項３】
少なくとも部分内で前記有効部分（８．３）が、前記案内溝（２）の調整セクタ（５）内に設計され、前記案内溝（２）は、移動方向からの逸脱を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のシフト要素（１）。
【請求項４】
少なくとも部分内で前記有効部分（８，８．１）が、前記案内溝（２）の入口セクタ（３）内に形成され、前記案内溝（２）の溝底部の深さの連続的な増加が発生することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のシフト要素（１）。
【請求項５】
前記案内溝（２）が、Ｕ字形の案内溝輪郭を有し、前記接触要素（９）が、前記案内溝（２）の１つの壁（２．１，２．２，２．３）上に形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のシフト要素（１）。
【請求項６】
前記接触要素（９）が、前記案内溝（２）の案内溝輪郭の内部に、前記案内溝底部（２．１）に対して少なくとも部分内に非対称に延在する、材料隆起部であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のシフト要素（１）。
【請求項７】
前記案内溝（２）が、Ｙ字形、Ｓ字形、二重Ｓ字形またはＸＳ形であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のシフト要素（１）。
【請求項８】
前記シフト要素（１）が、案内スリーブ（３４）によって前記カムセグメント（３１）に作動可能に結合されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のシフト要素（１）。
【請求項９】
カムシャフト（３０）のカムセグメント（３１）を移動させるためのシフトシステム（１００）であって、
前記シフトシステム（１００）が、請求項１から８のいずれか一項に記載の少なくとも１つのシフト要素（１）、ならびに前記シフト要素（１）の前記案内溝（２）と係合するための係合要素（１０）を備え、
前記係合要素（１０）が、その長手方向軸線を中心として回転可能であるように設計されている、シフトシステム（１００）。
【請求項１０】
内燃機関のバルブを作動するためのカムシャフト（３０）であって、少なくとも１つのシャフトセグメント（３５）と、前記シャフトセグメント（３５）のシャフト長手方向軸線に沿って移動されるように適合されるカムセグメント（３１）と、前記カムセグメント（３１）を移動させるためのシフト要素（１）とを備え、
前記シフト要素（１）が、前記シフト要素（１）の外周面に沿って少なくとも部分内に延在する係合要素（１０）を受け入れるための案内溝（２）を有し、
前記案内溝（２）が、前記シフト要素（１）の回転軸線（Ｘ）に直交して延在する回転軸線（Ｙ）を中心とする前記係合要素（１０）の回転運動をもたらすための有効部分（８，８．１，８．２，８．３）を有し、
前記有効部分（８，８．１，８．２，８．３）が、前記係合要素（１０）の偏心接触のための接触面（Ｋ）を有する、カムシャフト（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムシャフトのシャフトセグメントのシャフト長手方向軸線に沿ってカムセグメントを移動させるシフト要素ならびにシフトシステムに関する。さらに、本発明は、内燃機関のバルブを作動するためのカムシャフトに関し、カムシャフトは、少なくとも１つのシャフトセグメントと、シャフトセグメントのシャフト軸線に沿って移動されるように適合されるカムセグメントと、カムセグメントを移動させるためのシフト要素とを有する。
【背景技術】
【０００２】
カムシャフトがガス交換を制御し、したがって乗り物の内燃機関の燃焼を制御することが、基本的に知られている。カムシャフトは、クランクシャフトによって作動される。結果として、それらのカムシャフトの回転運動は、クランクシャフトの回転運動に対して、したがってシリンダ内のピストンの位置に対して正確に規定された関係にある。内燃機関の可変バルブ制御のためには、異なるバルブストロークを開始する目的で、異なるカムトラックが、例えばカムフォロアと係合するように、カムシャフトのカムセグメントをカムシャフトのシャフトセグメントに沿って軸線方向に移動させる方法が基本的に知られている。したがって、カムセグメントが、例えば軸線方向に互いに隣接して配置された少なくとも２つのカムトラックを有し、それによって、カムセグメントが３つ以上のカムトラック、有利には３つのカムトラックを有し、少なくとも１つのカムトラックはゼロストロークの状態にできることが基本的に知られていることをさらに考慮すべきである。カムセグメントをカムシャフトのシャフトセグメントに沿って軸線方向に移動させるために、既知の方法で、アクチュエータなどのピン要素が受け入れられるように適合される溝を含むシフト要素が結果的に使用される。既知のピン形状を有するアクチュエータによるカムセグメントまたはカムピースの軸線方向の移動中に、シフト要素の案内溝の壁に接触するピンの摩耗が、欠点の１つとして生じる可能性がある。ピンがカムセグメントの案内溝または調整溝に挿入されると、ピンは動かず、すなわち静止している。ピンが案内溝、特に案内溝の壁に接触すると、溝の輪郭または案内溝とピンとの間に差速が存在し、それによって、少なくともピン上、または案内溝輪郭上で摩耗の増加が引き起こされる。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２０１２０１４７７８号明細書は、例えばカムシャフトと、少なくとも２つのカムキャリアとを備えるバルブトレインを示す。カムキャリアの長手方向歯部は、カムシャフトの対応する外歯と係合し、その結果、カムシャフト上でカムキャリアの長手方向の移動が可能となり、同時に回転自在に係止された結合が円周方向に発生する。カムキャリア自体は、異なるカム輪郭を含む複数の異なるカムセグメントを有し、ガス交換バルブの異なる作動特性をもたらす。先行技術から既に知られているように、提供されたガス交換バルブを作動させるピックオフ手段またはカムフォロア、例えばフィンガ型ロッカが、これらのカム輪郭に係合する。好都合なことに、ガス交換バルブの異なる作動特性は、内燃機関の動力要求に応じて、異なるバルブストロークを調整することができ、それらはリフトバルブと作動可能に結合されている。異なるカム輪郭は、少なくとも２つの端部位置の間でカムシャフト上のカムキャリアの軸線方向の移動によって調整される。カムキャリア自体の移動は、例えば電気的に作動されるアクチュエータによって開始される。その結果、アクチュエータのピンは、カムシャフトの長手方向軸線を中心として回転運動しているカムキャリアの溝輪郭と係合し、その結果、カムキャリアの軸線方向への移動がこのように可能になる。ピンが溝輪郭の壁に接触すると、溝輪郭とピンとの間の差速によってピンの摩耗が助長される。これは、ピンの外周壁でピン材料の摩耗を引き起こして、アクチュエータのピンと溝輪郭の壁との間の望ましくない遊びが生じ、または深まり、その結果、案内溝の溝輪郭内での信頼性の高いピン案内がもはや保証されない。
【０００４】
独国特許出願公開第１０２００９００８４２２号明細書は、連結ユニットを有するバルブトレインシフト装置を開示している。バルブトレインシフト装置は、シフト動作のために設けられた少なくとも１つのシフトアンカー要素と、カム要素のシフトゲートへの連結のために設けられたシフト要素とを備える。シフト要素は、スライドシューとして少なくとも部分的に設計されている。シフトアンカー要素自体は、シフトピンとして少なくとも部分的に設計されている。バルブトレインシフト装置の作動装置は、作動アクチュエータを有するシフトユニットと、少なくとも１つのスライドトラックを有するシフトゲートとを備える。作動アクチュエータは、シフトアンカー要素ならびにシフト要素を備える。シフトアンカー要素が伸張されるシフト位置では、シフト要素がシフトゲートと係合し、その結果、カム要素の回転運動が軸線方向に作用するシフト力に提供される。連結ユニットにより、シフトアンカー要素およびシフト要素は、３つの自由度で結合され、互いに対して移動することができる。３つの自由度は、シフトアンカー要素とシフト要素との間で相互に独立した回転運動として構成される。スライドシューとして設計されたシフト要素は、シフト要素の側面の一部として設計される２つの機能面を有する回転自在の非対称の基本形状を有する。機能面は、シフト要素とスライドトラックの側面との接触面として設計されており、その接触面は、シフト要素をスライドトラックに係合させる場合、永久的な摩擦および摩耗にさらされる。このようにして、シフト要素の機能面とスライドトラックの側面の摩擦の可能性が存在し、その結果、スライドトラックとシフト要素との間に望ましくない遊びが再び生じる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２０１４７７８号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００９００８４２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、シフト要素、特にカムシャフトのシャフトセグメントのシャフト長手方向軸線に沿ってカムセグメントを移動させるためのシフトシステムまたはバルブトレインに関する上述の欠点の少なくともいくつかをなくすことである。特に、本発明の課題は、内燃機関のバルブを作動させるためのシフト要素、シフトシステムおよびカムシャフトを生成することであり、それによって、簡単で経済的な方法で、カムシャフトの長手方向軸線に沿ってカムセグメントを移動させることを可能にし、案内溝の壁と、案内溝に係合する係合要素との間の遊びの原因となる間隙の望ましくない発生が回避される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の問題は、請求項１の特徴を有するカムシャフトのシャフトセグメントのシャフト長手方向軸線に沿ってカムセグメントを移動させるためのシフト要素、ならびに請求項９に記載の特徴を有する、カムシャフトのシャフトセグメントのシャフト長手方向軸線に沿ってカムセグメントを移動させるシフトシステムによって解決される。さらに、前述の問題は、請求項１０の特徴を有する内燃機関のバルブを作動させるためのカムシャフトによって解決される。本発明の追加の特徴および詳細は、従属請求項、明細書および図面から明らかになるであろう。本発明によるシフト要素に関連して説明する特徴および詳細は、本発明によるシフトシステムおよび／または本発明によるカムシャフトに関して当然ながら応用可能であり、逆もまた同様であり、その結果、本発明の個々の態様は、それらの開示に関して相互に参照し、また参照することができる。
【０００８】
カムシャフトのシャフトセグメントのシャフト長手方向軸線に沿ってカムセグメントを移動させるための本発明によるシフト要素は、シフト要素の外周面に沿って少なくとも部分内に延在する係合要素を案内するための案内溝を有する。案内溝は、シフト要素の回転軸線に直交して延在する回転軸線を中心とした係合要素の回転運動をもたらすための少なくとも１つの有効部分を有する。本発明によれば、有効部分は、係合要素の偏心接触のための接触要素を有する。シャフトセグメントは、例えば中空シャフトまたは中実シャフトとして設計される少なくとも１つのシャフト本体を含む。さらに、駆動シャフトまたは例えば他の追加部品を配置するために、シャフト本体上にフランジまたは端部部品を配置することも考えられる。有利には、シフト要素は、例えば貫通孔を有するスリーブ形状を有し、カムシャフトのシャフトセグメントがそれを通って導かれるように適合されている。カムセグメントは、内燃機関の入口バルブまたは出口バルブを作動させるための少なくとも１つのカムトラック、やはり有利には、２つ以上のカムトラックを有する。係合要素は、例えばピンとして設計され、シフト要素の案内溝と少なくとも部分的に係合する。係合要素は、例えば、電磁アクチュエータのようなアクチュエータの構成要素である。アクチュエータは、例えば、固定子ユニットと電機子ユニットとを含む電磁石ユニットを有する。固定子ユニットは、コイルと、コイルコアとを含み、それによって、コイルによって生成される磁場が強化される。電機子ユニット自体は、例えば、ピンに結合された永久磁石を含む。案内溝の有効部分は、有利には、係合要素の回転運動が生成され、または生じる領域または部分またはセクタである。有利には、溝輪郭と係合要素の外面との間の摩擦は、係合要素がその回転軸線を中心にして案内溝内で回転することによって最小限に抑えられる。その結果、係合要素の回転は、係合要素が有効部分の接触要素と接触することによって有利に生じる。少なくとも一時的に、特に係合要素が案内溝に挿入される場合、有効部分の接触要素は、例えば、係合要素の表面と有利にも直接接触する要素または部分または表面である。次いで、有利には、接触要素は有効部分の一部である。特に有利には、接触要素は、耐摩耗性材料または耐摩耗性コーティングを含む。接触要素は、シフト要素の材料に相当する材料を含むこともまた考えられる。有利には、案内溝の有効部分内に接触要素を配置することにより、接触要素によって係合要素の偏心接触が可能になる。偏心とは、本発明との関連において、係合要素の中心回転軸線の領域の外側での接触を意味する。この係合要素の偏心接触の結果として、一方では、係合要素の回転運動が可能となる。他方では、係合要素を必要な回転速度まで加速する間に、係合要素と案内溝輪郭との間に生じる、例えば滑りによって引き起こされる係合要素の材料の摩耗の可能性が、有利にも係合要素の重要でない領域に移動される。本発明に関連して、重要でない領域とは、材料の摩耗にもかかわらず、係合要素の外周壁と、案内溝の壁、特に側壁との間の望ましくない遊びを可能としない、係合要素の領域または部分を意味する。したがって、係合要素の回転は、係合要素と案内溝輪郭の壁、特に側壁との間の接触によってではなく、代わりに、係合要素の遠位端または遠位端領域と、有効部分の接触要素との間の接触によって生み出される。このようにして、摩擦に関係する対、すなわち、係合要素と、接触要素、特に案内溝との間の差速が有利にも最小限に抑えられるので、その結果、接触要素または案内溝ならびに係合要素の摩耗は、有利にも最小限に抑えられ、または防止されることさえもある。
【０００９】
少なくとも部分内で有効部分が、案内溝の挿入セクタ内に形成され、係合要素が案内溝の中に挿入されるように適合されることもさらに考えられる。したがって、有利には、有効部分は、少なくとも挿入セクタ内の部分に、またはこの挿入セクタまで延在する。さらに、有利にも、有効部分が挿入セクタ内に完全に形成されることも考えられる。
【００１０】
本発明に関連して、少なくとも部分内で有効部分が案内溝の調整セクタ内に設計され、案内溝が移動方向からの逸脱を有することがさらに考えられる。したがって、有効部分は、少なくとも調整セクタ内の部分、または調整セクタまで延在する。さらに、有利にも、有効部分が調整セクタ内部に完全に形成されることが可能である。したがって、調整セクタは、有利には、案内溝輪郭が円周方向に直線的な傾向を持たない部分である。
【００１１】
さらに、少なくとも部分内で有効部分が案内溝の入口セクタ内に形成され、案内溝底部の深さが連続的に増加することも考えられる。したがって、有効部分は、少なくとも入口セクタ内の部分、または入口セクタまで延在する。有利には、有効部分は、完全に入口セクタ内に形成される。したがって、入口セクタは、シフト要素の基礎円レベルから始まり、案内溝の所定の底部深さまで、案内溝底部の下降が生じる案内溝の領域である。案内溝内に形成された入口セクタおよびさらに出口セクタは、有利には、案内溝がシフト要素の表面または材料内に形成される場合に形成される。入口セクタは、案内溝の開始領域であり、一方、出口セクタは、案内溝がシフト要素の外周壁内にまったく形成されない限りでは、案内溝の端部領域を形成する。有利には、特に係合要素と接触要素との間に十分に長い接触時間が必要とされる場合、少なくとも部分内に、入口セクタ内に有効部分を形成することが考えられる。これは、例えば、カムシャフト、したがってシフト要素の高速回転時に、係合要素と溝輪郭との接触時間、特に係合要素の回転運動を生成するためのトルク起動領域が非常に短い事例である。したがって、入口領域は係合要素の入口領域として使用されて、有利には、係合要素が案内溝の中に、特に案内溝底部まで挿入されてしまう前であっても、ここで接触要素が既に係合要素と直接接触している。
【００１２】
さらに、案内溝はＵ字形の案内溝輪郭を有し、接触要素が案内溝の一方の壁上に形成されていると考えられる。有利には、壁は、案内溝輪郭の側壁またはＵ字形脚部であるか、あるいは案内溝輪郭の底部でもある。有利には、接触要素は、案内溝輪郭の側壁などの壁または底部から、この案内溝輪郭案内溝輪郭の中に延在する突出部または材料隆起部として形成される。有利には、接触要素は、少なくとも有効部分内で、係合要素が案内溝輪郭の側壁の１つまたは案内溝輪郭の底部に直接接触を起こさないように延在する。窪みまたは凹部または空洞を形成することによって、接触要素が溝底部内に生成されることもまた考えられる。
【００１３】
さらに、接触要素は、案内溝の案内溝輪郭内で案内溝底部に対して少なくとも部分内に非対称に延在する、材料隆起部であることが可能である。その結果、接触要素は、例えば、任意の所望の方法で案内溝輪郭を分割するか、または通過して、係合要素との接触面が形成されるようにし、それにより溝の底部から、および溝の輪郭の少なくとも１つの側壁から逸脱することが考えられる。
【００１４】
案内溝は、Ｙ字形、Ｓ字形、二重Ｓ字形またはＸＳ形であることが考えられる。その結果、案内溝は、シフト要素の周りで円周方向に任意の所望の形態で延在する。さらに、シフト要素が２つ以上の案内溝、特に２つの案内溝を有することも考えられる。ここでは、第１の案内溝が、シフト要素およびそれに結合されたカムセグメントの第１の方向への運動に役立つことが可能であり、別の案内溝が、シフト要素およびそれに結合されたカムセグメントの第１の方向とは反対方向への運動に役立つことが可能である。
【００１５】
シフト要素は、案内スリーブによってカムセグメントに動作可能に接続されていることが考えられる。ここで、案内スリーブは有利には、回転係止の状態でシフト要素およびカムセグメントを受け入れるか、または一体に結合させる働きをする支持要素である。有利には、トルク伝達が、シフト要素から開始して案内スリーブへ、そしてそこからカムセグメントへと発生する。シフト要素およびカムセグメントは、シャフトの長手方向軸線方向に見ると、案内スリーブ上で互いに隣接して軸線方向に配置されることが考えられる。有利には、シフト要素およびさらにカムセグメントも、案内スリーブに回転係止することによって、またはこの案内スリーブに焼き嵌めまたは圧入によって結合される。
【００１６】
さらに、カムシャフトのカムセグメントを移動させるためのシフトシステムが特許請求されており、シフトシステムは、前述の種類の少なくとも１つのシフト要素と、シフト要素の案内溝と係合するための係合要素とを備え、その係合要素は、長手方向軸線を中心として回転可能であるように設計されている。有利には、係合要素はアクチュエータの一部である。有利には、係合要素のトルクは、有効部分の接触要素によって生成される。係合要素の長手方向軸線は、シフト要素の長手方向軸線に概ね直交して形成されているので、その結果、有利にも係合要素は、長手方向軸線に沿って案内溝内に挿入することができる。係合要素を案内溝に挿入すると、または係合要素を案内溝から外へ移動させると、係合要素はその長手方向軸線に沿って並進移動される。係合要素は、案内溝の中に挿入される場合、例えば、案内溝の入口セクタ、挿入セクタまたは調整セクタの中に形成される有効部分内の接触要素に対して分散された形態で衝突する。本発明によるシフトシステムでは、本発明の第１の態様によるシフト要素について既に説明した利点の全てが達成される。
【００１７】
内燃機関のバルブを作動させるためのカムシャフトがさらに特許請求され、カムシャフトは、少なくとも１つのシャフトセグメントと、シャフトセグメントのシャフト軸線に沿って移動されるように適合されたるカムセグメントと、カムセグメントを移動させるためのシフト要素とを備える。シフト要素は、係合要素を受け入れるための案内溝を有する。案内溝は、シフト要素の外周面に沿って少なくとも部分内に延在しており、シフト要素の回転軸線に直交して延在する、回転軸線を中心とした係合要素の回転運動をもたらすための有効部分を有する。有効部分は、係合要素の偏心接触のための接触面を有する。有利には、カムセグメントおよびシフト要素は、互いに作動可能に結合されている。カムセグメントとシフト要素は同じ要素であり、例えば、シフト要素の案内トラックは、カムセグメントのカムトラックから横方向に、すなわち軸線方向に間隔を置いて形成されていることが考えられる。さらに、カムセグメントおよびシフト要素が、案内スリーブのような別の要素によって一体に接合されていることも考えられる。
【００１８】
上述のカムシャフトでは、本発明の第１の態様によるシフト要素または本発明の第２の態様によるシフトシステムについて既に説明した利点の全てが達成される。
【００１９】
本発明によるシフト要素、本発明によるシフトシステム、および本発明によるカムシャフトの例示的な実施形態を、図面の助けによって以下により詳細に説明する。各図は、概略的に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるカムシャフトの一実施形態の側面図である。
【図２】本発明によるシフト要素の発展した実施形態の上面図である。
【図３】有効部分を有する案内溝を含む、本発明によるシフト要素の一実施形態の上面図である。
【図４】本発明によるシフト要素の図３に示される実施形態の縦断面図である。
【図５】基本的な従来技術から知られているシフト要素の縦断面図である。
【図６】本発明によるシフト要素の別の実施形態の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
同じ機能および作用方法を含む要素は、図１から図６の各場合に同じ参照符号が付されている。
【００２２】
図１は、本発明によるカムシャフト３０の一実施形態の縦断面図である。カムシャフト３０は、案内スリーブ３４の対応する開口を通って回転軸線Ｘに沿って軸線方向に延在するシャフトセグメント３５を備える。案内スリーブ３４は、有利には、カムセグメント３１と、シフトシステム１００の一部であるシフト要素１の連続した開口部を通って、回転軸線Ｘに沿って軸線方向に同様に延在する。有利には、案内スリーブ３４は、カムセグメント３１とシフト要素１とを直接的または間接的に互いに結合する。有利には、カムセグメント３１および／またはシフト要素１は、強制係止によって、または型枠嵌合によっても結合され、あるいはさらに強制係止および型枠嵌合によって案内スリーブ３４に結合される。したがって、カムセグメント３１および／またはシフト要素１は、案内スリーブ３４に圧入または焼き嵌めされることが考えられる。カムセグメント３１は、第１のカムトラック３２と第２のカムトラック３３とを有する。カムセグメント３１およびシフト要素１は、軸線方向に互いに隣接して配置される。シフト要素１は、シフト要素１の円周方向に延在する案内溝２をさらに有する。案内溝２は、アクチュエータ２０の係合要素１０によって係合される。係合要素１０は、アクチュエータ２０の長手方向軸線Ｙに沿って延在する。有利には、係合要素１０が案内溝底部、特に案内溝底部内の、他の方法では図示されていない接触要素と接触すると、係合要素１０はその長手方向軸線Ｙを中心として回転する。その結果、長手方向軸線Ｙは、同時に係合要素１０の回転軸線であり、カムシャフト３０、特にカムシャフト３０のシャフトセグメント３５の回転軸線Ｘに概ね直交するように配向されている。
【００２３】
図２は、本発明によるシフト要素１の発展した実施形態の上面図である。シフト要素１は、係合要素１０が係合する案内溝２を含む。図２は、さらに有効部分８．１、８．２および８．３を示す。案内溝２は、異なるセクタに分割することができる。したがって、案内溝２は、例えば、入口セクタ３、挿入セクタ４、調整セクタ５、解除セクタ６および出口セクタ７からなる。入口セクタ３は、シフト要素１の材料内に案内溝２を形成する間に形成される。入口セクタ３は、有利には、案内溝の案内溝底部が、シフト要素１の基礎円レベルから開始して溝底の所定の深さまで下降する領域である。挿入セクタ４は、シフト要素１の案内溝２の中に係合要素１０が挿入される案内溝２の領域である。挿入セクタ４は、有利には案内溝２の直線な傾向を有する。挿入セクタ４の領域では、案内溝は有利には溝底部の深さと同じ深さを有し、調整セクタ５および解除セクタ６にも有利に当てはまる。調整セクタ５は、案内溝２の案内溝輪郭が、シフト要素１の円周方向にまっすぐな案内からの逸脱を経験する領域である。したがって、シフト要素１がシフト要素１の回転方向Ｄに移動すると、固定位置の係合要素１０は、挿入セクタ４から開始して調整セクタ５へ案内溝２に沿って間接的に移動される。または、案内溝２は、係合要素１０が挿入セクタ４から調整セクタ５へ移動するように、移動方向または回転方向Ｄに移動される。係合要素１０が調整セクタ５内の案内溝２に沿って移動することにより、シフト要素１が回転軸線Ｘに沿って軸線方向、すなわちシフト方向Ｒに移動する。その結果、シフト要素１と、ここには示されていないカムセグメントとの間の作動可能な結合が提供されると、シフト要素１（図１参照）に作動可能に結合されたカムセグメント３１もまたシフト方向Ｒに移動される。案内溝２の解除セクタ６は、特に、係合要素１０が案内溝２から移動され、またはそこから除去される領域である。係合要素１０を案内溝２の内に挿入するか、または案内溝２の外に除去する際に、係合要素１０は、有利にも、特にシフト方向または回転方向Ｄと直交する方向に並進移動または直線移動を受ける。案内溝２の別のセクタは、出口セクタ７である。出口セクタ７の領域では、案内溝２の底部は再び基礎円レベルまで上昇する。出口セクタ７と入口セクタ３との領域の間には、有利には案内溝２が形成されていないので、その結果、シフト要素１の純粋な基礎円が存在する。
【００２４】
図２から分かるように、有効部分８．１が挿入セクタ４および入口セクタ３内に形成されることが考えられる。したがって、有効部分８．１は、挿入セクタ４に沿って少なくとも部分内に、同様に入口セクタ３に沿って少なくとも部分内に延在することが考えられる。さらに、有効部分８．２が挿入セクタ４内部にのみ形成されることが可能である。同様に、有効部分８．３が案内溝２の調整セクタ５内に形成されることも可能である。有利には、少なくとも１つの有効部分８．２が、挿入セクタ４内に、または挿入セクタ４内および入口セクタ３内に形成され、一方で別の有効部分８．３が調整セクタ５内に形成される。係合要素１０を挿入セクタ４の領域内の案内溝２の中に挿入すると、係合要素１０の少なくとも１つの遠位端が、ここには示されていない有効部分８．１または８．２の接触要素に接触し、その結果、係合要素１０の移動方向Ｂにおける、係合要素１０の回転運動を生じさせる。挿入セクタ４内の案内溝２に沿って係合要素１０の移動中に、係合要素１０の外周壁が案内溝２の右側壁２．２などの側壁に接触することが考えられる。係合要素１０の移動方向または回転方向Ｂへの回転運動の結果、係合要素１０は結果としてこの側壁２．２に沿って回転して離れる。シフト要素１の移動が移動方向Ｄに継続すると、結果として挿入要素１０の外周壁が案内溝２の側壁２．３に衝突するので、係合要素１０の材料の摩擦および摩耗を回避または低減するためには、係合要素１０の移動方向の変更が必要となる。したがって、有効部分８．３が、やはり有利にも案内溝２の調整セクタ５内に形成される。追加の有効部分８．３は、有利には、回転方向Ｂにおける係合要素１０の回転運動の制動をもたらし、さらに有利には、移動方向Ｂと反対側に係合要素１０の回転を生じさせる。
【００２５】
図３は、本発明によるシフト要素の一実施形態の開いた、または展開された案内溝２の上面図を示す。案内溝２は、そのレイアウトにおいて、図２に示す案内溝２に実質的に相当し、有利にも結果としてＳ字形状を有する。案内溝２は、例えば、挿入セクタに沿って、またはやはり入口セクタおよび挿入セクタに沿って延在する有効部分８を有する。図２に示す有効部分８．１および８．２とは対照的に、図３の有効部分８は、案内溝２の左側領域内に形成される。特に、ここでは図示されない接触要素は、案内溝２の左側領域または左半分に形成されており、その結果、係合要素１０の遠位端と接触要素との接触が発生して、係合要素１０が移動方向Ｂに加速される。これは特に図４に示されており、図４は図３に示す案内溝２を縦断面図で示している。
【００２６】
図４から明らかなように、接触要素９は、案内溝２の左側部分または左半分内に形成されている。有利には、接触要素９は、材料隆起部によって、または案内溝底部２．１の中の凹部２．４によって形成される。案内溝底部２．１の領域内の接触要素９の配置に基づいて、係合要素１０の遠位端１０．１と接触要素９との間に接触領域Ｋが形成され、接触要素９は係合要素１０に関して分散されている。接触要素９と係合要素１０との分散された接触に基づいて、結果的に、一方では、係合要素１０の移動方向Ｂへの回転運動の分解が生じる。他方では、係合要素１０の材料の摩耗が、係合要素１０の分散されている遠位領域においてのみ生じるが、その領域は重要ではなく、すなわち、案内溝２内部での係合要素１０の案内品質の維持と無関係である。図４に示すように、接触要素９は、案内溝輪郭２．１内に肩部の形態で設計されることが考えられる。
【００２７】
図５は、基本的な従来技術から知られている案内溝２を備えるシフト要素１の実施形態からの切欠き特徴を縦断面図で示す。案内溝２の側壁２．３と係合要素１０の外面との間に形成される接触領域Ｋは、係合要素１０ならびに案内溝２または案内溝２の側壁２．３の摩滅または摩耗を引き起こす。したがって、係合要素１０が案内溝２の中に挿入される場合、係合要素１０とシフト要素１との間の回転軸線を中心とするシフト要素１の移動中の遊びを回避するための同等の寸法が原因で、シフト要素１０の外周壁と、案内溝２の少なくとも１つの側壁２．２または２．３との間に直接の接触が生じることが従来技術から知られている。係合要素１０と案内溝２の側壁２．２または２．３とが接触すると、必要な回転速度まで係合要素１０を加速する段階中に、長手方向軸線Ｙを中心とする任意の回転運動をその時点で依然として受けていない係合要素１０と、移動方向Ｄ（図２参照）に移動しているシフト要素１との間に差速が広がることが原因で、係合要素１０と案内溝輪郭との間に滑りが発生する。この滑りは、次いで係合要素１０ならびに案内溝２の側壁２．２または２．３に摩耗をもたらす。係合要素１０および案内溝２の案内溝輪郭の漸進的摩耗が原因で、係合要素１０と案内溝輪郭との間に望ましくない遊びが発生し、これはシフト要素１のシフト挙動に悪影響を及ぼし、したがって内燃機関の個々のバルブのシフトに悪影響を及ぼす。
【００２８】
図６は、本発明によるシフト要素１の一実施形態の切欠き特徴の縦断面図を示している。既知の従来技術によって示す図５のシフト要素１と比較して、図６に示すシフト要素１は、変更されていない側壁２．２、ならびに接触要素９がその間に延在する側壁２．３および案内溝底部２．１を有する案内溝２を含む。有利なことに、側壁２．２および２．３ならびに案内溝底部２．１は、係合要素１０の表面と直接接触していない。接触要素９は、有利には、少なくとも案内溝２の案内溝底部２．１または側壁２．３に対して概ね非対称的に延在するように設計される。有利には、接触要素９は、材料隆起部として設計され、案内溝輪郭と係合要素１０との間に分散された接触を生成する。その結果、接触領域Ｋは、係合要素１０の分散された遠位端領域１０．１と案内溝２の接触要素９との間に形成される。有利なことに、このように再び、係合要素１０の回転運動が、その長手方向軸線Ｙを中心として生じ、ならびに係合要素１０の遠位端領域１０．１においてのみ係合要素１０の材料の分散された摩耗が生じる。しかし有利にも、案内溝２の側壁２．１および２．３と係合要素１０との間に望ましくない遊びは生じない。
【図１】
2018532066.tif 000003
【図２】
2018532066.tif 000004
【図３】
2018532066.tif 000005
【図４】
2018532066.tif 000006
【図５】
2018532066.tif 000007
【図６】
2018532066.tif 000008
【国際調査報告】
2018532066.tif 000009
2018532066.tif 000010
2018532066.tif 000011
2018532066.tif 000012