Patent DE-102015101793-B4 (DE)
Title: Verbrennungsmotor mit gleitender Nockenwelle
Inventor: MOON JOSEPH J
IPC: F01L13/00
Filed: 2015-02-09
Granted: 2022-03-03
Abstract: Verbrennungsmotor (20), der umfasst:
 eine Nockenwelle (24), die um eine Nockenachse (28) drehbar ist;
 eine Nockenpackung (26), die für eine axiale Bewegung entlang der Nockenachse (28) relativ zu der Nockenwelle (24) verschiebbar an der Nockenwelle (24) befestigt und mit der Nockenwelle (24) um die Nockenachse (28) drehbar ist, wobei die Nockenpackung (26) einen ersten Nocken (30A), einen zweiten Nocken (30B), einen dritten Nocken (30C) und einen Tonnennocken (36) umfasst, der eine Steuerrille (38) definiert, die ringförmig um die Nockenachse (28) herum angeordnet ist;
 wobei entweder der erste, zweite und dritte Nocken (30A, 30B, 30C) ein unterschiedliches Profil für einen jeweiligen Ventilschaft (32) definieren oder zwei der Nocken (30A, 30B, 30C) ein identisches Profil für den Ventilschaft (32) definieren;
 einen ersten und einen zweiten Verschiebungsstift (40, 41), der entlang einer entsprechenden Stiftachse (42, 43) in einer Richtung quer zu der Nockenachse (28) zwischen einer Position im Eingriff und einer Position außer Eingriff bewegbar ist;
 wobei der erste oder der zweite Verschiebungsstift (40, 41) mit der Steuerrille (38) derart in Eingriff steht, wenn er sich in der Position im Eingriff befindet, dass eine Wechselwirkung zwischen dem ersten und dem zweiten Verschiebungsstift (40, 41) und der Steuerrille (38) die Nockenpackung (26) relativ zu der Nockenwelle (24) axial entlang der Nockenachse (28) bewegt, wenn sich die Nockenpackung (26) mit der Nockenwelle (24) um die Nockenachse (28) dreht; 
 wobei der erste und der zweite Verschiebungsstift (40, 41) derart bezüglich der Steuerrille (38) außer Eingriff stehen, dass die Nockenpackung (26) relativ zu der Nockenwelle (24) bezüglich der Position entlang der Nockenachse (28) fixiert bleibt, wenn sich die Nockenpackung (26) mit der Nockenwelle (24) um die Nockenachse (28) dreht, wenn sich der erste und der zweite Verschiebungsstift (40, 41) in der Position außer Eingriff befinden;
 wobei die Steuerrille (38) derart geformt ist, dass sie mit dem ersten Verschiebungsstift (40) in Eingriff steht und die Nockenpackung (26) entlang eines ersten Weges (46) führt, um die Nockenpackung (26) relativ zu der Nockenwelle (24) in einer ersten axialen Position zu positionieren, wenn sich die Nockenwelle (24) und die Nockenpackung (26) in einer ersten Drehrichtung (44) um die Nockenachse (28) drehen;
 wobei die Steuerrille (38) derart geformt ist, dass sie mit dem ersten Verschiebungsstift (40) in Eingriff steht und die Nockenpackung (26) entlang eines zweiten Weges (50) führt, um die Nockenpackung (26) relativ zu der Nockenwelle (24) in einer zweiten axialen Position zu positionieren, wenn sich die Nockenwelle (24) und die Nockenpackung (26) in einer zweiten Drehrichtung (48) um die Nockenachse (28) drehen;
 wobei die Steuerrille (38) derart geformt ist, dass sie mit dem zweiten Verschiebungsstift (41) in Eingriff steht und die Nockenpackung (26) entlang eines dritten Weges (47) führt, um die Nockenpackung (26) relativ zu der Nockenwelle (24) in einer zweiten axialen Position zu positionieren, wenn sich die Nockenwelle (24) und die Nockenpackung (26) in der ersten Drehrichtung (44) um die Nockenachse (28) drehen;
 wobei die Steuerrille (38) derart geformt ist, dass sie mit dem zweiten Verschiebungsstift (41) in Eingriff steht und die Nockenpackung (26) entlang des zweiten Weges (50) führt, um die Nockenpackung (26) relativ zu der Nockenwelle (24) in der zweiten axialen Position zu positionieren, wenn sich die Nockenwelle (24) und die Nockenpackung (26) in der zweiten Drehrichtung (48) um die Nockenachse (28) drehen;
 wobei die zweite axiale Position in Abhängigkeit davon variiert, welcher von dem ersten Verschiebungsstift (40) und dem zweiten Verschiebungsstift (41) entlang des zweiten Weges (50) geführt wird;
 wobei die Steuerrille (38) in den Tonnennocken (36) hinein zurückversetzt ist, um eine Rillen-Bodenfläche (54), eine erste Rillen-Seitenfläche (56) und eine zweite Rillen-Seitenfläche (58) zu definieren;
 wobei der Tonnennocken (36) einen zentralen Führungsabschnitt (68) aufweist, der in der Steuerrille (38) angeordnet ist, sich von der Rillen-Bodenfläche (54) und von der Nockenachse (28) weg radial nach außen erstreckt und zwischen der ersten Rillen-Seitenfläche (56) und der zweiten Rillen-Seitenfläche (58) angeordnet ist, damit sich die Steuerrille (38) teilweise gabelt, um den ersten Weg (46), den zweiten Weg (50) und den dritten Weg (47) zu definieren;
 wobei der zentrale Führungsabschnitt (68) eine Führungsfläche (70) für umgekehrte Drehung aufweist, um den Verschiebungsstift (40, 41) zu berühren und um die Nockenpackung (26) entlang des zweiten Weges (50) zu führen, wenn sich die Nockenpackung (26) und die Nockenwelle (24) in der zweiten Drehrichtung (48) drehen;
 wobei die Steuerrille (38) einen Stift-Auswurfabschnitt (60), einen Abschnitt (62) für die erste axiale Position, einen Abschnitt (64) für die zweite axiale Position und einen Verschiebungsabschnitt (66) umfasst;
 wobei der Abschnitt (62) für die erste axiale Position und der Abschnitt (64) für die zweite axiale Position jeweils parallel zueinander angeordnet sind;
 wobei der Stift-Auswurfabschnitt (60) axial zwischen dem Abschnitt (62) für die erste axiale Position und dem Abschnitt (64) für die zweite axiale Position entlang der Nockenachse (28) angeordnet ist; 
 wobei der Verschiebungsabschnitt (66) den Abschnitt (62) für die erste axiale Position und den Abschnitt (64) für die zweite axiale Position derart mit dem Stift-Auswurfabschnitt (60) verbindet, dass der Verschiebungsabschnitt (66) den ersten Weg (46) von dem Abschnitt (62) für die erste axiale Position in den Stift-Auswurfabschnitt (60) überleitet, den dritten Weg (47) von dem Abschnitt (64) für die zweite axiale Position in den Stift-Auswurfabschnitt (60) überleitet und den zweiten Weg (50) von dem Stift-Auswurfabschnitt (60) in den Abschnitt (64) für zweite axiale Position überleitet;
 wobei der zentrale Führungsabschnitt (68) einen Endabschnitt (72) aufweist, der die Führungsfläche (70) für umgekehrte Drehung definiert und in dem Verschiebungsabschnitt (66) der Steuerrille (38) angeordnet ist;
 wobei der Endabschnitt (72) einen Scheitelpunkt (74) aufweist, der entgegengesetzt zu dem Stift-Auswurfabschnitt (60) der Steuerrille (38) angeordnet ist;
 wobei der Scheitelpunkt (74) entlang der Nockenachse (28) mit einer Seitenfläche des Stift-Auswurfabschnitts (60) der Steuerrille (38) ausgerichtet ist;
 wobei der zweite Nocken (30B) mit dem Ventilschaft (32) ausgerichtet ist, wenn die Steuerrille (38) den zweiten Verschiebungsstift (41) entlang des zweiten Weges (50) führt, und
 wobei der dritte Nocken (30C) mit dem Ventilschaft (32) ausgerichtet ist, wenn die Steuerrille (38) den ersten Verschiebungsstift (40) entlang des zweiten Weges (50) führt.