專利名稱：氣門機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的氣門機(jī)構(gòu)/氣門傳動機(jī)構(gòu) (Ventiltriebvorrichtung)。
背景技術(shù)：
已知一種特別是發(fā)動機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有致動裝置，所述致動裝置 設(shè)置成使至少一個能軸向移位的凸輪件運動，所述致動裝置具有至少一個包括第一切換 件和第一執(zhí)行器的第一切換單元，其中所述切換件設(shè)置成至少在切換位置接合到切換軌道 (khaltkulisse)，所述執(zhí)行器設(shè)置成使所述切換件運動至切換位置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的特別是提供一種氣門機(jī)構(gòu)，借助所述氣門機(jī)構(gòu)能簡單地切換 到不同的切換位置。所述目的根據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)。其它設(shè)計方案在 從屬權(quán)利要求中給出。本發(fā)明基于一種特別是發(fā)動機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有致動裝置，所述致 動裝置設(shè)置成使至少一個能軸向移位的凸輪件運動，所述致動裝置具有用于使凸輪件移位 的切換軌道和至少一個切換單元，所述切換單元具有切換件和執(zhí)行器，其中所述切換件設(shè) 置成至少在一切換位置中接合到切換軌道中，所述執(zhí)行器設(shè)置成使所述切換件運動至切換位置。本發(fā)明提出，所述切換軌道具有至少一個中間區(qū)段，所述中間區(qū)段設(shè)置成終止切 換過程。“設(shè)置”應(yīng)特別是理解為專門的配置、設(shè)計和/或編程?！敖K止”在這方面應(yīng)特別是 理解為提前終止，例如特別是中斷或中止?！扒袚Q過程”應(yīng)特別是理解為凸輪件的移位(過 程)。此外，“切換軌道”應(yīng)特別是理解為一種設(shè)計，其使凸輪件的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成用于調(diào)節(jié)凸輪 件的軸向力，其中，切換軌道優(yōu)選具有至少一個滑槽道(Kulissenbahn)，在所述滑槽道中有 利地接合一軸向固定的切換銷，所述切換銷借助切換軌道產(chǎn)生軸向力?！爸虚g區(qū)段”應(yīng)特別 是理解為切換軌道的一部段或特別是滑槽道的一部段，在該部段前設(shè)有至少一個另外的部 段并且在該部段后設(shè)有至少一個另外的部段。在此，該中間區(qū)段特別是不應(yīng)理解為切換軌 道或滑槽道的最后一個部段。通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案，切換單元的切換件能在切換過 程的不同時刻返回中性位置/非作用位置并終止已經(jīng)開始的切換過程，由此特別是能簡單 地切換到不同的切換位置。優(yōu)選地，中間區(qū)段還設(shè)置成使切換過程繼續(xù)進(jìn)行。此外本發(fā)明提出，所述中間區(qū)段設(shè)置成使切換單元的切換件運動至中性位置。由 此能特別簡單地終止切換過程。由此特別是能省去被設(shè)置成使切換件運動至中性位置的執(zhí) 行機(jī)構(gòu)。特別是本發(fā)明提出，中間區(qū)段在至少一個分部段中具有逐漸增加的徑向高度。由 此能簡單地使切換件運動至中性位置。在此，“徑向高度”應(yīng)特別是理解為在滑槽道底部 (kulissenbahngrund)與滑槽道基準(zhǔn)(kulissenbahngrundniveau)之間的徑向距離，其中 “滑槽道基準(zhǔn)”應(yīng)理解為滑槽道的與旋轉(zhuǎn)軸線距離最小的點的徑向基準(zhǔn)水平。在特別是具有起的滑槽道的正(陽)切換軌道中，徑向高度應(yīng)特別是理解為 滑槽道底部高出凸輪件的高度。在特別是具有設(shè)計成凹槽的滑槽道的負(fù)(陰)切換軌道中， 徑向高度特別是相當(dāng)于徑向深度，其中逐漸增加的徑向高度相當(dāng)于逐漸減小的徑向深度。此外本發(fā)明提出，所述中間區(qū)段具有復(fù)位結(jié)構(gòu)，所述復(fù)位結(jié)構(gòu)設(shè)置成使所述切換 件運動至中性位置。借助該復(fù)位結(jié)構(gòu)能簡單地實現(xiàn)用于切換件的復(fù)位單元。優(yōu)選地，復(fù)位 結(jié)構(gòu)設(shè)計成高于滑槽道基準(zhǔn)的徑向凸起并特別是具有逐漸增加的徑向高度。特別有利的是，所述中間區(qū)段具有始終不等于零的徑向延伸長度。由此能實現(xiàn)對 切換件的有利引導(dǎo)，其特別是即使在復(fù)位結(jié)構(gòu)的區(qū)域中也對切換件進(jìn)行引導(dǎo)?！皬较蜓由扉L 度”應(yīng)特別是理解為在滑槽道底部和切換軌道基準(zhǔn)之間的徑向距離。在負(fù)滑槽道中，徑向延 伸長度相當(dāng)于徑向深度。在正滑槽道中，徑向延伸長度相當(dāng)于徑向高度加上使得滑槽道基 準(zhǔn)高于切換軌道基準(zhǔn)的基本高度。在本發(fā)明的一種有利的改進(jìn)方案中提出，所述切換軌道具有至少一個移出區(qū)段， 所述移出區(qū)段設(shè)置成使切換過程終止。由此，當(dāng)?shù)竭_(dá)最終切換位置時，能以有利的方式終止 切換過程。特別是本發(fā)明提出，所述移出區(qū)段和中間區(qū)段彼此分開。由此能簡單地使切換位 置和最終切換位置彼此分開。移出區(qū)段應(yīng)特別是理解為一徑向高度等于切換軌道基準(zhǔn)的區(qū) 段。此外本發(fā)明提出，所述切換軌道具有至少一個切換區(qū)段，所述切換區(qū)段設(shè)置在所 述移出區(qū)段和中間區(qū)段之間。由此，能以有利的方式使中間區(qū)段關(guān)聯(lián)另一切換過程，由此特 別是能縮短在多個切換位置上進(jìn)行切換的切換時間。此外本發(fā)明提出，所述致動裝置設(shè)置成使所述凸輪件切換到至少三個切換位置 中。由此能實現(xiàn)一種氣門機(jī)構(gòu)，該氣門機(jī)構(gòu)由于切換位置數(shù)量多而能靈活地匹配于發(fā)動機(jī) 的不同工況。此外本發(fā)明提出，所述致動裝置具有至少一個執(zhí)行器，所述執(zhí)行器設(shè)置成使所述 第一切換件運動至中性位置。此外，“切換軌道”應(yīng)特別是理解為一種設(shè)計，其使凸輪件的 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成用于調(diào)節(jié)凸輪件的軸向力，其中，切換軌道優(yōu)選具有至少一個滑槽道，在所述滑 槽道中有利地接合一軸向固定的切換銷，所述切換銷借助切換軌道產(chǎn)生軸向力。在此，切換 件的“切換位置”應(yīng)特別是理解為一位置，在該位置中切換件與切換軌道接合、特別是與切 換軌道的滑槽道接合。此外，切換件“中性位置”應(yīng)理解為一位置，在該位置中該切換件不 與切換軌道接合?！皥?zhí)行器”應(yīng)特別是理解為一單元，該單元設(shè)置成與控制參數(shù)相關(guān)地，特 別是與控制信號相關(guān)地觸發(fā)切換過程。在此，執(zhí)行器應(yīng)特別是設(shè)置成與控制參數(shù)相關(guān)地完 成機(jī)械工作。有利地，優(yōu)選設(shè)計成控制信號的控制參數(shù)特別是電氣或電子信號，該電氣或電 子信號優(yōu)選借助一控制單元發(fā)出并且與該信號相關(guān)地對切換單元的機(jī)構(gòu)/機(jī)制進(jìn)行切換。 所述執(zhí)行器可以是例如電氣執(zhí)行器、熱力執(zhí)行器、化學(xué)執(zhí)行器、液壓執(zhí)行器和/或氣壓執(zhí)行 器。“設(shè)置”應(yīng)特別是理解為專門的配置、設(shè)計和/或編程。通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案， 切換件能與切換軌道的構(gòu)型無關(guān)地返回中性位置，并中止或中斷已開始的切換過程。這種致動裝置特別有利地用于氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有一帶移出區(qū)段的切換 軌道，所述移出區(qū)段設(shè)置成使切換件返回至中性位置。此外，根據(jù)本發(fā)明的致動裝置特別是 對于具有兩個凸輪件的氣門機(jī)構(gòu)是有利的，這兩個凸輪件在一個切換過程中被依次移位，其原因是由此能實現(xiàn)，使(兩個)凸輪件位于不同的切換位置。此外，這種致動裝置特別是 對于能使至少一個凸輪件移動到三個切換位置的致動裝置是有利的，其原因是由此能在從 第一切換位置移位至第二切換位置之后簡單地中止切換過程。由此能特別有利地實現(xiàn)具有 兩個凸輪件的氣門機(jī)構(gòu)，這兩個凸輪件能彼此獨立地分別移動到三個切換位置中。此外本發(fā)明提出，所述至少一個執(zhí)行器設(shè)計成電磁式執(zhí)行器。由此能實現(xiàn)成本有 利的、能簡單觸發(fā)的執(zhí)行器。本發(fā)明特別是在此提出，被設(shè)置成使第一切換件返回至中性位 置的執(zhí)行器設(shè)計成電磁式執(zhí)行器。優(yōu)選地，致動裝置的全部執(zhí)行器都設(shè)計成電磁式執(zhí)行器。有利地，第一切換單元設(shè)置成使所述至少一個凸輪件在第一切換方向上移位。由 此能提供簡單的致動裝置。本發(fā)明特別是提出，切換單元設(shè)置成使所述至少一個凸輪件僅 在第一切換方向上移位，其中在一種特別有利的設(shè)計方案中，切換單元設(shè)置成使全部凸輪 件都在第一切換方向上移位。為了使凸輪件從一個切換位置移位至另一切換位置，優(yōu)選使 切換件運動至其切換位置，由此所述切換件接合到切換軌道中并且對凸輪件施加一用于調(diào) 節(jié)凸輪件的軸向力。如果該切換件位于中性位置，則凸輪件在其切換位置中保持不動。此外本發(fā)明提出，所述致動裝置具有一帶第二切換件的第二切換單元，所述第二 切換件設(shè)置成至少在一切換位置中接合到所述切換軌道中。由此能提高致動裝置的靈活 性。優(yōu)選地，所述第二切換單元設(shè)置成使所述至少一個凸輪件在第二切換方向上移 位。由此，能提供結(jié)構(gòu)簡單的致動裝置，該致動裝置能使至少一個凸輪件在兩個切換方向上 移位，其中第二切換方向有利地與第一切換方向相反。第二切換單元特別是應(yīng)設(shè)置成，使所 述至少一個凸輪件僅在第二切換方向上移位。在一種有利的設(shè)計方案中提出，所述第二切換單元具有執(zhí)行器，所述執(zhí)行器設(shè)置 成使所述第二切換件運動至切換位置。由此能簡單地使第二切換件運動，其中優(yōu)選地，所述 第二執(zhí)行器設(shè)計成類似于第一執(zhí)行器。特別有利地，所述第二切換單元的執(zhí)行器至少部分地與設(shè)置成使所述第一切換件 運動至中性位置的執(zhí)行器一體設(shè)計。由此，能省去僅被設(shè)置用于向中性位置復(fù)位的附加執(zhí) 行器，由此能降低致動裝置的成本。在本發(fā)明的一種有利的設(shè)計方案中提出，所述第一執(zhí)行器設(shè)置成使所述第二切換 件運動至中性位置。由此，能以有利的方式使第二切換件與切換軌道無關(guān)地復(fù)位。優(yōu)選地，所述致動裝置具有耦合件，所述耦合件設(shè)置成使所述第一切換件和第二 切換件在運動上耦合。由此能實現(xiàn)特別有利的、根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案，其中特別是能與切 換方向無關(guān)地中斷切換過程。特別是本發(fā)明提出，所述耦合件設(shè)置成以互補(bǔ)方式耦合所述第一切換件和第二切 換件。由此，能有利地將其中一個切換件的運動用于使另一切換件運動至中性位置。此外本發(fā)明提出，所述第一切換單元和第二切換單元至少部分地一體設(shè)計。由此 能節(jié)省用于致動裝置的結(jié)構(gòu)成本和構(gòu)件。特別是本發(fā)明提出，所述第一切換單元和第二切換單元具有至少一個公共的基殼 部件。由此能實現(xiàn)一有利的結(jié)構(gòu)空間小的設(shè)計方案。在此特別有利的是，兩個執(zhí)行器設(shè)置 在一個公共的基殼部件中。此外本發(fā)明提出，所述第一切換單元和第二切換單元具有一公共的定子。由此能實現(xiàn)特別簡單的設(shè)計。此外本發(fā)明提出，所述致動裝置設(shè)置成使所述凸輪件切換到至少三個切換位置。 由此能實現(xiàn)一種氣門機(jī)構(gòu)，該氣門機(jī)構(gòu)由于切換位置數(shù)量多而能靈活地匹配于發(fā)動機(jī)的不 同工況。


其它優(yōu)點由下面對附圖的描述給出。在附圖中示出本發(fā)明的實施例。附圖、說明書 和權(quán)利要求書包含組合的多個特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以有目的地單獨考慮這些特征、 以及將這些特征組合成合適的其它組合。在附圖中，圖1以平面圖示意性示出氣門機(jī)構(gòu)的致動裝置的切換軌道，圖2以截面圖示出切換軌道的滑槽道，圖3以示意性的概圖示出氣門機(jī)構(gòu)，圖4示出致動裝置的切換單元，圖5示出另一切換軌道的滑槽道，圖6以截面圖示出具有兩個切換單元的氣門機(jī)構(gòu)的致動裝置，圖7以透視圖示出致動裝置，圖8以平面圖示意性示出切換軌道，和圖9示出氣門機(jī)構(gòu)的示意性概圖。
具體實施例方式圖1示出氣門機(jī)構(gòu)的致動裝置IOa的切換軌道13a。致動裝置IOa設(shè)置成使兩個 凸輪件11a，1 運動，這兩個凸輪件11a，12a以能軸向移位而不能相對轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置在 主凸輪軸4 上。為了使凸輪件11a，12a運動，致動裝置IOa具有第一切換單元2 和第 二切換單元23a，二者能借助切換軌道13a使凸輪件11a，12a移位。切換軌道13a具有第一滑槽道43a和第二滑槽道44a。所述滑槽道43a、Ma設(shè)計 為槽形缺口并直接形成在凸輪件11a，1 中，借助所述滑槽道能移動凸輪件11a，12a。為了 依次移動凸輪件11a，12a，所述凸輪件11a，1 在二者相鄰的區(qū)域中設(shè)計成L形并且在軸向 上彼此疊合地延伸(參見圖幻。在滑槽道43a，44a的區(qū)域中，每個凸輪件IlaUh在周向 上占據(jù)180°的轉(zhuǎn)角。在大于359°的轉(zhuǎn)角上延伸的滑槽道43a，44a皆部分設(shè)置在凸輪件 Ila上、部分設(shè)置在凸輪件1 上。兩個滑槽道43a，4 都具有四重S形結(jié)構(gòu)的基本形狀(見圖1)。兩個滑槽道43a， 44a各具有一個進(jìn)入?yún)^(qū)段45a，46a、四個切換區(qū)段:Ma-41a，三個中間區(qū)段14a_39a、以及一 個移出區(qū)段32a，33a。第一滑槽道43a的切換區(qū)段34a，36a, 38a, 40a具有一軸向的方向分 量，該軸向的方向分量與第一切換方向相反，由此可借助切換區(qū)段;34a，36a，38a，40a和凸 輪件Ila的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生用于在第一切換方向上進(jìn)行切換的軸向力。第二滑槽道4 的切換區(qū) 段35a，37a，39a，41a具有一軸向的方向分量，該軸向的方向分量在軸向上與第二切換方向 相反，由此可類似地產(chǎn)生用于在第二切換方向上進(jìn)行切換的軸向力。在第一滑槽道43a中，在進(jìn)入?yún)^(qū)段4 后交替地設(shè)置切換區(qū)段:34a，36a, 38a, 40a 之一以及中間區(qū)段14a，16a, 18a之一，其中切換區(qū)段3 緊隨進(jìn)入?yún)^(qū)段4 之后。移出區(qū)段3 設(shè)置成緊隨最后一個切換區(qū)段40a后。進(jìn)入?yún)^(qū)段4 具有漸增的徑向深度。切換區(qū) 段34a，36a，38a，40a具有恒定的徑向深度。移出區(qū)段33a具有漸小的徑向深度。借助移出 區(qū)段33a的漸小的徑向深度，使第一切換單元2 的切換件20a移回到其中性位置，在該中 性位置中切換件不與切換軌道13a接合。進(jìn)入?yún)^(qū)段45a，中間區(qū)段14a，16a, 18a和移出區(qū)段3 分別部分設(shè)置在凸輪件Ila 上，部分設(shè)置在凸輪件1 上。切換區(qū)段;34a，36a，38a，40a分別完全設(shè)置在其中一個凸輪 件11a，12a上，其中彼此相繼的切換區(qū)段:34a，36a，38a，40a交替地設(shè)置在凸輪件11a，12a 上。切換區(qū)段3 和切換區(qū)段38a用于移動凸輪件11a。切換區(qū)段36a和切換區(qū)段40a用 于移動凸輪件12a。第二滑槽道4 設(shè)計成類似于第一滑槽道43a。在進(jìn)入?yún)^(qū)段46a之后同樣交替地 設(shè)置切換區(qū)段35a，37a, 39a, 41a之一以及中間區(qū)段15a，17a, 19a之一。移出區(qū)段33a緊隨 最后一個切換區(qū)段41a。進(jìn)入?yún)^(qū)段46a、中間區(qū)段15a，17a, 19a和移出區(qū)段33a分別部分設(shè) 置在凸輪件Ila上，部分設(shè)置在凸輪件1 上。切換區(qū)段35a，37a，39a，41a分別完全設(shè)置 在其中一個凸輪件11a，12a上，其中彼此相繼的切換區(qū)段35a，37a, 39a, 41a交替地設(shè)置在 凸輪件11a，1 上，所述切換區(qū)段能使相應(yīng)的凸輪件移動。借助切換區(qū)段34a_41a能切換出凸輪件11a，12a的三個不同的切換位置(見圖 4)。凸輪件1 Ia和凸輪件1 分別具有至少一個凸輪單元47a，51a,所述凸輪單元具有三個 分凸輪48a_50a，52a-54a0所述分凸輪48a_50a，52a-54a具有不同的升程高度，可被分配給 凸輪件11a，12a的各切換位置。具有最高升程高度的分凸輪48a，52a被分配給具有全升程的切換位置。具有中間 升程高度的分凸輪49a，53a被分配給具有部分升程的切換位置。具有最低升程高度的分凸 輪50a，54a被分配給具有零升程的切換位置，有利地所述最低升程高度等于零。在相應(yīng)的 凸輪單元47a，51a中，具有最高升程高度的分凸輪48a，52a以及具有最低升程高度的分凸 輪50a，54a布置在外側(cè)。而具有中間升程高度的分凸輪49a，53a布置在相應(yīng)凸輪單元47a， 51a的另外(兩個)分凸輪48a，50a，52a，Ma之間。為了移動凸輪件11a，12a，致動裝置IOa具有兩個切換單元23a，22a。第一切換單 元2 具有第一執(zhí)行器5 和第一切換件20a。所述切換件20a部分設(shè)計成切換銷56a，該 切換銷在第一切換件20a的一切換位置中移出。在該切換位置中，切換銷56a接合到切換 軌道13a的第一滑槽道43a中。借助第一切換單元2 和第一滑槽道43a可使凸輪件1 la, 12a在第一切換方向上移動。使第一切換件20a運動的第一執(zhí)行器5 具有一電磁單元61a。所述電磁單元61a 包括一線圈62a，該線圈設(shè)置于電磁單元61a的定子63a中。借助線圈6 可產(chǎn)生一磁場， 該磁場與一永磁體6 相互作用，該永磁體設(shè)置在切換件20a中。由此，切換件20a可帶同 切換銷56a —起移出。芯6 使電磁單元61a產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)。如果線圈6 不通電，則永磁體6 與周圍的材料相互作用。在中性位置中，永磁 體6 與電磁單元61a的芯6 相互作用，所述芯由可磁化材料制成。在切換位置中，永磁 體6 與執(zhí)行器55a的定子63a相互作用。在不通電的工作狀態(tài)下，永磁體6 使切換件 20a穩(wěn)定在切換位置或中性位置中。在為電磁單元61a通電的工作狀態(tài)下，永磁體6 與電磁單元61a的場相互作用。在此，根據(jù)永磁體6 和電磁單元61a的極性，可實現(xiàn)吸力和斥力。借助為電磁單元61a通 電的電流方向，可改變電磁單元61a的極性。為了使切換件20a從其中性位置移出到切換 位置，以使電磁單元61a與永磁體6 之間產(chǎn)生斥力的電流方向為電磁單元61a通電。此外，在執(zhí)行器5 中設(shè)有一彈簧單元66a，該彈簧單元同樣對切換件20a施加力。 彈簧單元66a的力的方向與電磁單元61a和永磁體6 之間的斥力方向一致，由此，使切換 件20a的移出過程加速。第二切換單元23a以類似于第一切換單元22a的方式構(gòu)造。第二切換單元具有一 切換銷，該切換銷在切換件21a的一切換位置中接合到滑槽道44a中。借助第二切換單元 23a和第二滑槽道44a，能使所述凸輪件11a，1 在與第一切換方向相反的第二切換方向上 移動。凸輪件11a，12a經(jīng)由切換軌道在運動上/在運動技術(shù)上(bewegungstechnisch) 部分地彼此耦合。借助致動裝置IOa可使凸輪件11a，1 依次移動。在此，凸輪件11a，12a 與主凸輪軸4 的轉(zhuǎn)角相關(guān)地移動。在第一切換方向上，首先使第一凸輪件Ila移動，隨后， 當(dāng)?shù)谝煌馆喖蘒la被完全移動后，使第二凸輪件1 移動。在第二切換方向上，首先使第二 凸輪件1 移動，隨后使第一凸輪件Ila移動。第一凸輪件Ila設(shè)計成兩件式并具有兩個分凸輪件58a，59a，所述分凸輪件布置 在第二凸輪件12a的兩側(cè)。分凸輪件58a，59a借助一位于內(nèi)部的連接桿60a彼此固定連接 以進(jìn)行軸向運動。原則上，也可以考慮將兩個分凸輪件58a，59a彼此相鄰地布置并使它們 一體形成。為了能在一與移出區(qū)段32a，33a無關(guān)的時刻使切換件20a，21a移回，切換軌道13a 的滑槽道43a，44a的每個中間區(qū)段14a_19a各具有一復(fù)位結(jié)構(gòu)25a-30a(見圖1)。借助復(fù) 位結(jié)構(gòu)可使接合到相應(yīng)滑槽道43a，44a中的切換件20a，26a移回到其中性位置 中。由此，復(fù)位結(jié)構(gòu)25a，30a形成一復(fù)位單元67a，借助該復(fù)位單元可提前終止切換過程。復(fù)位結(jié)構(gòu)具有相同設(shè)計，因此以下對復(fù)位結(jié)構(gòu)25a的描述也可類似地應(yīng) 用于其它的復(fù)位結(jié)構(gòu)73a-30a。復(fù)位結(jié)構(gòu)26a設(shè)計成一相對于滑槽道基準(zhǔn)68a的凸起，并 完全設(shè)置在滑槽道43a內(nèi)。在復(fù)位結(jié)構(gòu)25a的區(qū)域內(nèi)，滑槽道底部69a的徑向高度2 增 加或者說滑槽道的徑向深度減小?；鄣?3a、Ma的徑向延伸長度31a總是大于零(見圖 2)，所述徑向延伸長度由切換軌道基準(zhǔn)57a(與滑槽道基準(zhǔn)68a)之間的距離形成并且相當(dāng) 于滑槽道43a，4 的徑向深度。通過復(fù)位結(jié)構(gòu)25a-30a可將兩個凸輪件11a，1 切換到任意的切換位置。例如，如 果希望使第一凸輪件Ila從具有零升程的切換位置切換到具有全升程的切換位置，而使凸 輪件1 從具有零升程的切換位置切換到具有部分升程的切換位置，則使第一切換件20a 移出并借助進(jìn)入?yún)^(qū)段4 與第一滑槽道43a相接合。通過隨后的切換區(qū)段3 使第一凸輪件Ila從具有零升程的切換位置運動到具有 部分升程的切換位置。帶復(fù)位結(jié)構(gòu)25a的中間區(qū)段1 跟隨在切換區(qū)段3 之后。為了避 免切換件20a由于復(fù)位結(jié)構(gòu)2 而移入中性位置，為第一執(zhí)行器55a的電磁單元61a通電 并使切換件20a緊貼中間區(qū)段14a的輪廓運動。然后，借助隨后的切換區(qū)段3 使第二凸 輪件1 從具有零升程的切換位置運動到具有部分升程的切換位置。帶復(fù)位結(jié)構(gòu)的中 間區(qū)段1 跟隨在切換區(qū)段3 后。在切換件20a經(jīng)過中間區(qū)段1 期間，再次為執(zhí)行器5 通電并使切換件20a緊貼中間區(qū)段15a的輪廓運動。通過隨后的切換區(qū)段36a使第一 凸輪件Ila從具有部分升程的切換位置切換到具有全升程的切換位置。帶復(fù)位結(jié)構(gòu)27a的 中間區(qū)段16a跟隨在切換區(qū)段36a后。在切換件20a經(jīng)過中間區(qū)段16a期間，不給執(zhí)行器 5 通電。由此，切換件20a被復(fù)位結(jié)構(gòu)27a移回到中性位置，因此，切換件20a不與滑槽道 43a接合，而第二凸輪件1 保持在具有部分升程的切換位置中。與所述切換過程類似地可實現(xiàn)其它切換過程。由于這些過程根據(jù)相同的模式進(jìn)行 并可直接從上述的說明或附圖中得出，所以此處不再對其進(jìn)行詳細(xì)說明。圖5示出切換軌道13b的滑槽道43b，該滑槽道4 為每個凸輪件11b，12b各具有 一切換區(qū)段34b，36b，借助所述切換區(qū)段能使相應(yīng)的凸輪件11b，12b從具有部分升程的切 換位置切換至具有全升程的切換位置。在這種設(shè)計方案中，具有復(fù)位結(jié)構(gòu)25b的中間區(qū)段 14b能有利地用于，使凸輪件lib切換至具有部分升程的切換位置，使另一凸輪件12b切換 至具有全升程的切換位置。切換軌道的第二滑槽道12b類似地設(shè)計且在此未詳細(xì)示出，借助該第二滑槽道能 使凸輪件11b，12b從具有全升程的切換位置切換至具有部分升程的切換位置。圖6和圖7示出氣門機(jī)構(gòu)的致動裝置10。所述致動裝置10用于移動兩個凸輪件 11，12，所述兩個凸輪件以可軸向移動但不能相對轉(zhuǎn)動的方式布置在主凸輪軸42上。為了 移動所述凸輪件11，12，致動裝置10具有第一切換單元13和第二切換單元18，所述切換單 元可借助切換軌道來移動凸輪件11，12。第一切換單元13具有第一執(zhí)行器15和第一切換件14。切換件14部分地設(shè)計成 切換銷24，該切換銷M在第一切換件14的一切換位置中伸出。在該切換位置，切換銷M 接合到切換軌道16的第一滑槽道25中。借助第一切換單元13和第一滑槽道25，能使凸輪 件11，12在第一切換方向上移動。第二切換單元18具有第二執(zhí)行器17和第二切換件19。第二切換件19同樣部分 地設(shè)計成切換銷26，該切換銷沈在第二切換件19的一切換位置中伸出。在該切換位置，切 換銷26接合到切換軌道16的第二滑槽道27中。借助第二切換單元18和第二滑槽道27， 能使凸輪件11，12在與第一切換方向相反的第二切換方向上移動。凸輪件11，12經(jīng)由切換軌道在運動上部分地彼此耦合。借助致動裝置10可使凸 輪件11，12依次移動。在此，凸輪件11，12與主凸輪軸23的轉(zhuǎn)角相關(guān)地移動。在第一切換 方向上，首先使第一凸輪件11移動，隨后，當(dāng)?shù)谝煌馆喖?1被完全移動后，使第二凸輪件12 移動。在第二切換方向上，首先使第二凸輪件12移動，隨后使第一凸輪件11移動。在此， 凸輪件11，12總是在它們的凸輪單元47，56的基圓相位內(nèi)移動。第一凸輪件11設(shè)計成兩件式并具有兩個分凸輪件觀，29，所述分凸輪件布置在第 二凸輪件12的兩側(cè)。分凸輪件觀，四借助一位于內(nèi)部的連接桿30彼此固定連接以進(jìn)行軸 向運動。原則上，也可以考慮將兩個分凸輪件觀，四彼此相鄰地布置并使它們一體形成。使第一切換件14運動的第一執(zhí)行器15具有一電磁單元31。所述電磁單元31包 括一線圈32，該線圈設(shè)置在電磁單元31的定子22中。借助線圈32可產(chǎn)生一磁場，該磁場 與一永磁體33相互作用，該永磁體設(shè)置在切換件14中。由此，切換件14可帶同切換銷M 一起移出。芯34使電磁單元31產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)。如果線圈32不通電，則永磁體33與周圍的材料相互作用。在中性位置中，永磁體33與電磁單元31的芯34相互作用，所述芯由可磁化材料制成。在切換位置中，永磁體33 與執(zhí)行器15的定子22相互作用。在不通電的工作狀態(tài)下，永磁體33使切換件14穩(wěn)定在 切換位置或中性位置中。在為電磁單元31通電的工作狀態(tài)下，永磁體33與電磁單元31的場相互作用。在 此，根據(jù)永磁體33和電磁單元31的極性，可實現(xiàn)吸力和斥力。借助為電磁單元31通電的 電流方向，可改變電磁單元31的極性。為了使切換件14從其中性位置移出到切換位置，以 使電磁單元31與永磁體33之間產(chǎn)生斥力的電流方向為電磁單元31通電。此外，在執(zhí)行器15中設(shè)有一彈簧單元35，該彈簧單元同樣對切換件14施加力。彈 簧單元35的力的方向與電磁單元31和永磁體33之間的斥力方向一致，由此，使切換件14 的移出過程加速。第二執(zhí)行器17的構(gòu)造與第一執(zhí)行器15類似。該第二執(zhí)行器包括一電磁單元36， 所述電磁單元具有一線圈37，所述線圈設(shè)置在一定子22中，所述定子為兩個執(zhí)行器15，17 所公用，所述線圈具有一可磁化的芯38，所述電磁單元與一永磁體39相互作用并能使切換 銷52移出，所述永磁體設(shè)置在切換件19內(nèi)。在執(zhí)行器17中，同樣通過一彈簧單元40使移 出過程加速。所述兩個執(zhí)行器15、17布置在一公共的基殼部件21內(nèi)，該基殼部件同時形成執(zhí)行 器15，17的一體形成的定子22。執(zhí)行器15，17的線圈32，37同樣卷繞在基殼部件21上。 在基殼部件21上連接有另一殼部件41。該另一殼部件41包封兩個執(zhí)行器15，17。此外， 殼部件41具有用于切換件14，19的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)?；鄣?5、27設(shè)計為槽形凹部并直接形成在凸輪件11，12中，借助所述滑槽道來 移動凸輪件11，12。為了依次移動凸輪件11，12，所述凸輪件11，12在二者相鄰的區(qū)域中設(shè) 計成L形并且在軸向上彼此疊合地延伸。在滑槽道25，27的區(qū)域中，每個凸輪件11、12在 周向上占據(jù)180°的轉(zhuǎn)角。在大于360°的轉(zhuǎn)角上延伸的滑槽道25，27皆部分設(shè)置在凸輪 件11上、部分設(shè)置在凸輪件12上。兩個滑槽道25，27都具有四重S形結(jié)構(gòu)的基本形狀(見圖8)。兩個滑槽道25，27 各具有一個進(jìn)入?yún)^(qū)段42，43、四個切換區(qū)段44-51，三個中間區(qū)段52-57、以及一個移出區(qū)段 58，59。第一滑槽道25的切換區(qū)段44，46，48，50具有一軸向的方向分量，該軸向的方向分 量與第一切換方向相反，由此可借助切換區(qū)段44，46，48，50和轉(zhuǎn)動產(chǎn)生用于在第一切換方 向上進(jìn)行切換的軸向力。第二滑槽道27的切換區(qū)段45，47，49，51具有一軸向的方向分量， 該軸向的方向分量在軸向上與第二切換方向相反，由此可類似地產(chǎn)生用于在第二切換方向 上進(jìn)行切換的軸向力。在第一滑槽道25中，在進(jìn)入?yún)^(qū)段42后交替地設(shè)置切換區(qū)段44，46，48，50之一以 及中間區(qū)段52，54, 56之一，其中切換區(qū)段44緊隨進(jìn)入?yún)^(qū)段42之后。移出區(qū)段58設(shè)置成 緊隨最后一個切換區(qū)段48后。進(jìn)入?yún)^(qū)段42具有漸增的徑向深度。中間區(qū)段52，54，56和 切換區(qū)段44，46，48，50具有恒定的徑向深度。移出區(qū)段58具有漸小的徑向深度。借助移 出區(qū)段58的漸小的徑向深度，使切換單元13的切換件14再次移回到其中性位置，在該中 性位置中切換件14不與切換軌道16接合。進(jìn)入?yún)^(qū)段42，中間區(qū)段52，54，56和移出區(qū)段58分別部分設(shè)置在凸輪件11上，部 分設(shè)置在凸輪件12上。切換區(qū)段44，46，48，50分別完全設(shè)置在其中一個凸輪件11，12上，其中彼此相繼的切換區(qū)段44，46，48，50交替地設(shè)置在凸輪件11，12上。切換區(qū)段44和切 換區(qū)段48用于移動凸輪件11。切換區(qū)段46和切換區(qū)段50用于移動凸輪件12。第二滑槽道27設(shè)計成類似于第一滑槽道25。在進(jìn)入?yún)^(qū)段43之后同樣交替地設(shè)置 切換區(qū)段45，47，49，51之一以及中間區(qū)段53，55，57之一。移出區(qū)段59緊隨最后一個切換 區(qū)段57。進(jìn)入?yún)^(qū)段43、中間區(qū)段53，55，57和移出區(qū)段59分別部分設(shè)置在凸輪件11上，部 分設(shè)置在凸輪件12上。切換區(qū)段45，47，49，51分別完全設(shè)置在其中一個凸輪件11，12上， 其中彼此相繼的切換區(qū)段45，47，49，51交替地設(shè)置在凸輪件11，12上，所述切換區(qū)段45， 47,49,51能使相應(yīng)的凸輪件移動。借助切換區(qū)段61-51能切換出凸輪件11，12的三個不同的切換位置(見圖9)。 凸輪件11和凸輪件12分別具有至少一個凸輪單元60，64，所述凸輪單元具有三個分凸輪 61-63,65-67。所述分凸輪61-63，65-67具有不同的升程高度，并被分配給凸輪件11，12的 各切換位置。具有最高升程高度的分凸輪61，65被分配給具有全升程的切換位置。具有中間升 程高度的分凸輪62，66被分配給具有部分升程的切換位置。具有最低升程高度的分凸輪 63，67被分配給具有零升程的切換位置，有利地所述最低升程高度等于零。在相應(yīng)的凸輪 單元60，64中，具有最高升程高度的分凸輪61，65以及具有最低升程高度的分凸輪63，67 布置在外側(cè)。而具有中間升程高度的分凸輪62，66布置在相應(yīng)凸輪單元60，64的另外(兩 個)分凸輪61，63，65，67之間。為了能在一與移出區(qū)段58，59無關(guān)的時刻使切換件14，19移回，致動裝置10具有 一耦合件20，借助該耦合件使第一切換件14和第二切換件19在運動上互相耦合(見圖6 和圖7)。所述耦合件20以互補(bǔ)方式耦合兩個切換件14，19。由此，第二切換件19可借助第 一執(zhí)行器15移入中性位置，而第一切換件14可借助第二執(zhí)行器17移入中性位置。因此， 耦合件20形成一復(fù)位單元68的一部分，借助該復(fù)位單元可使切換件14，19回到其中性位 置以提前終止切換過程。耦合件20可轉(zhuǎn)動地安裝在切換件14與19之間。兩個切換件14，19各具有一缺 口 69，70，耦合件20接合到所述缺口中。切換件14，19借助缺口 69，70在運動上互相連接。 在此，耦合件20提供了一以互補(bǔ)方式耦合切換件14，19的搖桿機(jī)構(gòu)。通過使第一切換件14移入切換位置，借助第一執(zhí)行器15使第二切換件19移入中 性位置。通過使第二切換件19移入切換位置，借助第二執(zhí)行器17使第一切換件14移入中 性位置。但原則上，也可以借助移出區(qū)段58，59使兩個切換件14，19都移回到基位。此外 有利的是，附加地在使電磁單元31，36施加一吸力并支持/輔助切換單元14，19向中性位 置的運動的電流方向上，為希望其移入中性位置的切換件14，19的執(zhí)行器15，17通電。通過致動裝置10可例如使凸輪件11切換到具有部分升程的切換位置，而使凸輪 件12切換到具有零升程的切換位置。如果兩個凸輪件11，12都位于具有零升程的切換位 置，則第一切換單元13的切換件14移出并接合到第一滑槽道25中。借助跟隨在進(jìn)入?yún)^(qū)段 42后的切換區(qū)段44，使凸輪件11從具有零升程的切換位置移入具有部分升程的切換位置。 隨后，使第二切換單元18的切換件19移出。第二切換件19進(jìn)入第二滑槽道27的移出區(qū) 段59。由此，第一切換單元13的切換件14移回到中性位置。通過移出區(qū)段59使第二切換 單元18的切換件19再次移回到其中性位置。
其它可能的切換過程，例如使切換凸輪件11到達(dá)具有全升程的切換位置以及使 切換凸輪件12到達(dá)具有零升程的切換位置的切換過程，與上述例子類似地進(jìn)行并可直接 從說明書和附圖中獲知，因而在此不再對其進(jìn)行詳細(xì)說明。
權(quán)利要求
1.一種——特別是發(fā)動機(jī)的——氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有致動裝置(10，IOa; IOb)，所述致動裝置設(shè)置成使至少一個能軸向移位的凸輪件(11，12，11a, 12a ；lib, 12b) 運動，所述致動裝置具有用于使所述凸輪件(11，12，11a，12a ;llb，12b)移位的切換軌道 (13a ；13b, 16)和至少一個切換單元(13，18，22a，23a)，所述切換單元具有切換件(14，19， 20a)和執(zhí)行器(15，17，5 )，其中所述切換件(14，19，20a)設(shè)置成至少在一切換位置中接 合到切換軌道(13a;i:3b，16)中，所述執(zhí)行器(15，17，55a)設(shè)置成使所述切換件(14，19， 20a)運動至所述切換位置，其特征在于，所述切換軌道(13a ；13b, 16)具有至少一個中間區(qū)段(Ha-19a ；14b, 15b, 52-57)，所述中間區(qū)段設(shè)置成終止切換過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述中間區(qū)段(Ha-19a;14b，15b) 設(shè)置成，使切換單元(22a, 23a ；22b, 23b)的切換件(20a, 21a ；20b, 21b)運動至中性位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述中間區(qū)段(Ha-19a;14b，15b) 在至少一個分部段中具有逐漸增加的徑向高度0 ；24b)。
4.至少根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述中間區(qū)段(14a-19a;14b， 15b)具有復(fù)位結(jié)構(gòu)，26b)，所述復(fù)位結(jié)構(gòu)設(shè)置成，使所述切換件^)a，21a; 20b，21b)運動至中性位置。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述中間區(qū)段 (14a-19a;14b,15b)具有始終不等于零的徑向延伸長度(31a ;31b)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述切換軌道(13a; 13b)具有至少一個移出區(qū)段(3 , 33a ;32b，3 )，所述移出區(qū)段設(shè)置成使切換過程終止。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述移出區(qū)段(3h，33a;32b，3:3b) 和中間區(qū)段(14a-19a ；14b, 15b)彼此分開。
8.至少根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述切換軌道(13a;13b)具 有至少一個切換區(qū)段(36a-41a;36b，37b)，所述切換區(qū)段設(shè)置在所述移出區(qū)段(3h，33a; 32b，33b)和中間區(qū)段(14a-19a ； 14b, 15b)之間。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述致動裝置(10a; 10b)設(shè)置成使所述凸輪件(lla，Ua;llb，Ub)切換到至少三個切換位置中。
10.一種用于——特別是機(jī)動車的——氣門機(jī)構(gòu)的方法，所述氣門機(jī)構(gòu)具有致動裝置 (10a ;10b)，所述致動裝置設(shè)置成使至少一個能軸向移位的凸輪件(lla，12a;llb，12b)移 位，所述致動裝置具有用于使所述凸輪件(11a，12a ；lib, 12b)移位的切換軌道(13a ； 13b)， 其特征在于，借助所述切換軌道(13a;13b)的至少一個中間區(qū)段(Ha-19a;14b，15b)終止 切換過程。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述致動裝置(10)具有至少一個執(zhí) 行器(17)，所述執(zhí)行器設(shè)置成使第一切換件(14)運動至中性位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述至少一個執(zhí)行器(15，17)設(shè)計 成電磁式執(zhí)行器。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，第一切換單元(13)設(shè)置成使 至少一個凸輪件(11，12)在第一切換方向上移位。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述致動裝置具有一帶第二切換件(19)的第二切換單元(18)，所述第二切換件設(shè)置成至少在一切換位置中接合 到所述切換軌道(16)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13和14所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二切換單元(18)設(shè)置 成使至少一個凸輪件(11，12)在第二切換方向上移位。
16.至少根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二切換單元(18)具有 一執(zhí)行器(17)，所述執(zhí)行器設(shè)置成使所述第二切換件(19)運動至切換位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第二切換單元的執(zhí)行器(17) 至少部分地與設(shè)置成使第一切換件(14)運動至中性位置的執(zhí)行器(17) —體設(shè)計。
18.至少根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，第一執(zhí)行器(15)設(shè)置成使第 二切換件(19)運動至中性位置。
19.至少根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述致動裝置(10)具有耦合 件(20)，所述耦合件設(shè)置成使第一切換件(14)和第二切換件(19)在運動上耦合。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述耦合件00)設(shè)置成以互補(bǔ)方 式耦合所述第一切換件(14)和第二切換件(19)。
21.至少根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一切換單元(13)和第 二切換單元(18)至少部分地一體形成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一切換單元(13)和第二切 換單元(18)具有至少一個公共的基殼部件01)。
23.至少根據(jù)權(quán)利要求21所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一切換單元(13)和第 二切換單元(18)具有一公共的定子02)。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的氣門機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述致動裝置(10)設(shè) 置成使所述凸輪件(11，12)切換到至少三個切換位置。
25.一種用于——特別是發(fā)動機(jī)的——氣門機(jī)構(gòu)的方法，所述氣門機(jī)構(gòu)具有致動裝置 (10)，所述致動裝置設(shè)置成使至少一個能軸向移位的凸輪件(11,1 運動，所述致動裝置 具有至少一個第一切換單元(13)，所述第一切換單元具有第一切換件(14)和第一執(zhí)行器 (15)，其中所述切換件(14)設(shè)置成至少在一切換位置中接合到切換軌道(16)中，所述第 一執(zhí)行器(15)設(shè)置成使所述切換件(14)運動至所述切換位置，其特征在于，借助一執(zhí)行器 (17)使所述第一切換件(14)運動至中性位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別是發(fā)動機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，所述氣門機(jī)構(gòu)具有致動裝置(10，10a；10b)，所述致動裝置設(shè)置成使至少一個能軸向移位的凸輪件(11，12，11a，12a；11b，12b)運動，所述致動裝置具有用于使所述凸輪件(11，12，11a，12a；11b，12b)移位的切換軌道(13a；13b，16)和至少一個切換單元(13，18，22a，23a)，所述切換單元具有切換件(14，19，20a)和執(zhí)行器(15，17，55a)，其中所述切換件(14，19，20a)設(shè)置成至少在切換位置中接合到切換軌道(13a；13b，16)中，所述執(zhí)行器(15，17，55a)設(shè)置成使所述切換件(14，19，20a)運動至切換位置。本發(fā)明提出，所述切換軌道(13a；13b，16)具有至少一個中間區(qū)段(14a-19a；14b，15b，52-57)，所述中間區(qū)段設(shè)置成終止切換過程。
文檔編號F01L13/00GK102066699SQ200980123209
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者蓋斯伯格-海芬伯格 A·馮, J·邁因斯歇爾, M·朗菲爾德, T·斯托爾克 申請人:戴姆勒股份公司