气门机构的制作方法

专利名称：气门机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的气门机构/气门传动机构 (Ventiltriebvorrichtung)。
背景技术：
已知一种特别是发动机的气门机构，所述气门机构具有致动装置，所述致动装置 设置成使至少一个能轴向移位的凸轮件运动，所述致动装置具有至少一个包括第一切换 件和第一执行器的第一切换单元，其中所述切换件设置成至少在切换位置接合到切换轨道 (khaltkulisse)，所述执行器设置成使所述切换件运动至切换位置。

发明内容
因此，本发明的目的特别是提供一种气门机构，借助所述气门机构能简单地切换 到不同的切换位置。所述目的根据本发明通过权利要求1的特征来实现。其它设计方案在 从属权利要求中给出。本发明基于一种特别是发动机的气门机构，所述气门机构具有致动装置，所述致 动装置设置成使至少一个能轴向移位的凸轮件运动，所述致动装置具有用于使凸轮件移位 的切换轨道和至少一个切换单元，所述切换单元具有切换件和执行器，其中所述切换件设 置成至少在一切换位置中接合到切换轨道中，所述执行器设置成使所述切换件运动至切换位置。本发明提出，所述切换轨道具有至少一个中间区段，所述中间区段设置成终止切 换过程。“设置”应特别是理解为专门的配置、设计和/或编程。“终止”在这方面应特别是 理解为提前终止，例如特别是中断或中止。“切换过程”应特别是理解为凸轮件的移位(过 程)。此外，“切换轨道”应特别是理解为一种设计，其使凸轮件的转动转换成用于调节凸轮 件的轴向力，其中，切换轨道优选具有至少一个滑槽道(Kulissenbahn)，在所述滑槽道中有 利地接合一轴向固定的切换销，所述切换销借助切换轨道产生轴向力。“中间区段”应特别 是理解为切换轨道的一部段或特别是滑槽道的一部段，在该部段前设有至少一个另外的部 段并且在该部段后设有至少一个另外的部段。在此，该中间区段特别是不应理解为切换轨 道或滑槽道的最后一个部段。通过根据本发明的设计方案，切换单元的切换件能在切换过 程的不同时刻返回中性位置/非作用位置并终止已经开始的切换过程，由此特别是能简单 地切换到不同的切换位置。优选地，中间区段还设置成使切换过程继续进行。此外本发明提出，所述中间区段设置成使切换单元的切换件运动至中性位置。由 此能特别简单地终止切换过程。由此特别是能省去被设置成使切换件运动至中性位置的执 行机构。特别是本发明提出，中间区段在至少一个分部段中具有逐渐增加的径向高度。由 此能简单地使切换件运动至中性位置。在此，“径向高度”应特别是理解为在滑槽道底部 (kulissenbahngrund)与滑槽道基准(kulissenbahngrundniveau)之间的径向距离，其中 “滑槽道基准”应理解为滑槽道的与旋转轴线距离最小的点的径向基准水平。在特别是具有起的滑槽道的正(阳)切换轨道中，径向高度应特别是理解为 滑槽道底部高出凸轮件的高度。在特别是具有设计成凹槽的滑槽道的负(阴)切换轨道中， 径向高度特别是相当于径向深度，其中逐渐增加的径向高度相当于逐渐减小的径向深度。此外本发明提出，所述中间区段具有复位结构，所述复位结构设置成使所述切换 件运动至中性位置。借助该复位结构能简单地实现用于切换件的复位单元。优选地，复位 结构设计成高于滑槽道基准的径向凸起并特别是具有逐渐增加的径向高度。特别有利的是，所述中间区段具有始终不等于零的径向延伸长度。由此能实现对 切换件的有利引导，其特别是即使在复位结构的区域中也对切换件进行引导。“径向延伸长 度”应特别是理解为在滑槽道底部和切换轨道基准之间的径向距离。在负滑槽道中，径向延 伸长度相当于径向深度。在正滑槽道中，径向延伸长度相当于径向高度加上使得滑槽道基 准高于切换轨道基准的基本高度。在本发明的一种有利的改进方案中提出，所述切换轨道具有至少一个移出区段， 所述移出区段设置成使切换过程终止。由此，当到达最终切换位置时，能以有利的方式终止 切换过程。特别是本发明提出，所述移出区段和中间区段彼此分开。由此能简单地使切换位 置和最终切换位置彼此分开。移出区段应特别是理解为一径向高度等于切换轨道基准的区 段。此外本发明提出，所述切换轨道具有至少一个切换区段，所述切换区段设置在所 述移出区段和中间区段之间。由此，能以有利的方式使中间区段关联另一切换过程，由此特 别是能缩短在多个切换位置上进行切换的切换时间。此外本发明提出，所述致动装置设置成使所述凸轮件切换到至少三个切换位置 中。由此能实现一种气门机构，该气门机构由于切换位置数量多而能灵活地匹配于发动机 的不同工况。此外本发明提出，所述致动装置具有至少一个执行器，所述执行器设置成使所述 第一切换件运动至中性位置。此外，“切换轨道”应特别是理解为一种设计，其使凸轮件的 转动转换成用于调节凸轮件的轴向力，其中，切换轨道优选具有至少一个滑槽道，在所述滑 槽道中有利地接合一轴向固定的切换销，所述切换销借助切换轨道产生轴向力。在此，切换 件的“切换位置”应特别是理解为一位置，在该位置中切换件与切换轨道接合、特别是与切 换轨道的滑槽道接合。此外，切换件“中性位置”应理解为一位置，在该位置中该切换件不 与切换轨道接合。“执行器”应特别是理解为一单元，该单元设置成与控制参数相关地，特 别是与控制信号相关地触发切换过程。在此，执行器应特别是设置成与控制参数相关地完 成机械工作。有利地，优选设计成控制信号的控制参数特别是电气或电子信号，该电气或电 子信号优选借助一控制单元发出并且与该信号相关地对切换单元的机构/机制进行切换。 所述执行器可以是例如电气执行器、热力执行器、化学执行器、液压执行器和/或气压执行 器。“设置”应特别是理解为专门的配置、设计和/或编程。通过根据本发明的设计方案， 切换件能与切换轨道的构型无关地返回中性位置，并中止或中断已开始的切换过程。这种致动装置特别有利地用于气门机构，所述气门机构具有一带移出区段的切换 轨道，所述移出区段设置成使切换件返回至中性位置。此外，根据本发明的致动装置特别是 对于具有两个凸轮件的气门机构是有利的，这两个凸轮件在一个切换过程中被依次移位，其原因是由此能实现，使(两个)凸轮件位于不同的切换位置。此外，这种致动装置特别是 对于能使至少一个凸轮件移动到三个切换位置的致动装置是有利的，其原因是由此能在从 第一切换位置移位至第二切换位置之后简单地中止切换过程。由此能特别有利地实现具有 两个凸轮件的气门机构，这两个凸轮件能彼此独立地分别移动到三个切换位置中。此外本发明提出，所述至少一个执行器设计成电磁式执行器。由此能实现成本有 利的、能简单触发的执行器。本发明特别是在此提出，被设置成使第一切换件返回至中性位 置的执行器设计成电磁式执行器。优选地，致动装置的全部执行器都设计成电磁式执行器。有利地，第一切换单元设置成使所述至少一个凸轮件在第一切换方向上移位。由 此能提供简单的致动装置。本发明特别是提出，切换单元设置成使所述至少一个凸轮件仅 在第一切换方向上移位，其中在一种特别有利的设计方案中，切换单元设置成使全部凸轮 件都在第一切换方向上移位。为了使凸轮件从一个切换位置移位至另一切换位置，优选使 切换件运动至其切换位置，由此所述切换件接合到切换轨道中并且对凸轮件施加一用于调 节凸轮件的轴向力。如果该切换件位于中性位置，则凸轮件在其切换位置中保持不动。此外本发明提出，所述致动装置具有一带第二切换件的第二切换单元，所述第二 切换件设置成至少在一切换位置中接合到所述切换轨道中。由此能提高致动装置的灵活 性。优选地，所述第二切换单元设置成使所述至少一个凸轮件在第二切换方向上移 位。由此，能提供结构简单的致动装置，该致动装置能使至少一个凸轮件在两个切换方向上 移位，其中第二切换方向有利地与第一切换方向相反。第二切换单元特别是应设置成，使所 述至少一个凸轮件仅在第二切换方向上移位。在一种有利的设计方案中提出，所述第二切换单元具有执行器，所述执行器设置 成使所述第二切换件运动至切换位置。由此能简单地使第二切换件运动，其中优选地，所述 第二执行器设计成类似于第一执行器。特别有利地，所述第二切换单元的执行器至少部分地与设置成使所述第一切换件 运动至中性位置的执行器一体设计。由此，能省去仅被设置用于向中性位置复位的附加执 行器，由此能降低致动装置的成本。在本发明的一种有利的设计方案中提出，所述第一执行器设置成使所述第二切换 件运动至中性位置。由此，能以有利的方式使第二切换件与切换轨道无关地复位。优选地，所述致动装置具有耦合件，所述耦合件设置成使所述第一切换件和第二 切换件在运动上耦合。由此能实现特别有利的、根据本发明的设计方案，其中特别是能与切 换方向无关地中断切换过程。特别是本发明提出，所述耦合件设置成以互补方式耦合所述第一切换件和第二切 换件。由此，能有利地将其中一个切换件的运动用于使另一切换件运动至中性位置。此外本发明提出，所述第一切换单元和第二切换单元至少部分地一体设计。由此 能节省用于致动装置的结构成本和构件。特别是本发明提出，所述第一切换单元和第二切换单元具有至少一个公共的基壳 部件。由此能实现一有利的结构空间小的设计方案。在此特别有利的是，两个执行器设置 在一个公共的基壳部件中。此外本发明提出，所述第一切换单元和第二切换单元具有一公共的定子。由此能实现特别简单的设计。此外本发明提出，所述致动装置设置成使所述凸轮件切换到至少三个切换位置。 由此能实现一种气门机构，该气门机构由于切换位置数量多而能灵活地匹配于发动机的不 同工况。


其它优点由下面对附图的描述给出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书 和权利要求书包含组合的多个特征。本领域技术人员也可以有目的地单独考虑这些特征、 以及将这些特征组合成合适的其它组合。在附图中，图1以平面图示意性示出气门机构的致动装置的切换轨道，图2以截面图示出切换轨道的滑槽道，图3以示意性的概图示出气门机构，图4示出致动装置的切换单元，图5示出另一切换轨道的滑槽道，图6以截面图示出具有两个切换单元的气门机构的致动装置，图7以透视图示出致动装置，图8以平面图示意性示出切换轨道，和图9示出气门机构的示意性概图。
具体实施例方式图1示出气门机构的致动装置IOa的切换轨道13a。致动装置IOa设置成使两个 凸轮件11a，1 运动，这两个凸轮件11a，12a以能轴向移位而不能相对转动的方式设置在 主凸轮轴4 上。为了使凸轮件11a，12a运动，致动装置IOa具有第一切换单元2 和第 二切换单元23a，二者能借助切换轨道13a使凸轮件11a，12a移位。切换轨道13a具有第一滑槽道43a和第二滑槽道44a。所述滑槽道43a、Ma设计 为槽形缺口并直接形成在凸轮件11a，1 中，借助所述滑槽道能移动凸轮件11a，12a。为了 依次移动凸轮件11a，12a，所述凸轮件11a，1 在二者相邻的区域中设计成L形并且在轴向 上彼此叠合地延伸(参见图幻。在滑槽道43a，44a的区域中，每个凸轮件IlaUh在周向 上占据180°的转角。在大于359°的转角上延伸的滑槽道43a，44a皆部分设置在凸轮件 Ila上、部分设置在凸轮件1 上。两个滑槽道43a，4 都具有四重S形结构的基本形状(见图1)。两个滑槽道43a， 44a各具有一个进入区段45a，46a、四个切换区段:Ma-41a，三个中间区段14a_39a、以及一 个移出区段32a，33a。第一滑槽道43a的切换区段34a，36a, 38a, 40a具有一轴向的方向分 量，该轴向的方向分量与第一切换方向相反，由此可借助切换区段;34a，36a，38a，40a和凸 轮件Ila的转动产生用于在第一切换方向上进行切换的轴向力。第二滑槽道4 的切换区 段35a，37a，39a，41a具有一轴向的方向分量，该轴向的方向分量在轴向上与第二切换方向 相反，由此可类似地产生用于在第二切换方向上进行切换的轴向力。在第一滑槽道43a中，在进入区段4 后交替地设置切换区段:34a，36a, 38a, 40a 之一以及中间区段14a，16a, 18a之一，其中切换区段3 紧随进入区段4 之后。移出区段3 设置成紧随最后一个切换区段40a后。进入区段4 具有渐增的径向深度。切换区 段34a，36a，38a，40a具有恒定的径向深度。移出区段33a具有渐小的径向深度。借助移出 区段33a的渐小的径向深度，使第一切换单元2 的切换件20a移回到其中性位置，在该中 性位置中切换件不与切换轨道13a接合。进入区段45a，中间区段14a，16a, 18a和移出区段3 分别部分设置在凸轮件Ila 上，部分设置在凸轮件1 上。切换区段;34a，36a，38a，40a分别完全设置在其中一个凸轮 件11a，12a上，其中彼此相继的切换区段:34a，36a，38a，40a交替地设置在凸轮件11a，12a 上。切换区段3 和切换区段38a用于移动凸轮件11a。切换区段36a和切换区段40a用 于移动凸轮件12a。第二滑槽道4 设计成类似于第一滑槽道43a。在进入区段46a之后同样交替地 设置切换区段35a，37a, 39a, 41a之一以及中间区段15a，17a, 19a之一。移出区段33a紧随 最后一个切换区段41a。进入区段46a、中间区段15a，17a, 19a和移出区段33a分别部分设 置在凸轮件Ila上，部分设置在凸轮件1 上。切换区段35a，37a，39a，41a分别完全设置 在其中一个凸轮件11a，12a上，其中彼此相继的切换区段35a，37a, 39a, 41a交替地设置在 凸轮件11a，1 上，所述切换区段能使相应的凸轮件移动。借助切换区段34a_41a能切换出凸轮件11a，12a的三个不同的切换位置(见图 4)。凸轮件1 Ia和凸轮件1 分别具有至少一个凸轮单元47a，51a,所述凸轮单元具有三个 分凸轮48a_50a，52a-54a0所述分凸轮48a_50a，52a-54a具有不同的升程高度，可被分配给 凸轮件11a，12a的各切换位置。具有最高升程高度的分凸轮48a，52a被分配给具有全升程的切换位置。具有中间 升程高度的分凸轮49a，53a被分配给具有部分升程的切换位置。具有最低升程高度的分凸 轮50a，54a被分配给具有零升程的切换位置，有利地所述最低升程高度等于零。在相应的 凸轮单元47a，51a中，具有最高升程高度的分凸轮48a，52a以及具有最低升程高度的分凸 轮50a，54a布置在外侧。而具有中间升程高度的分凸轮49a，53a布置在相应凸轮单元47a， 51a的另外(两个)分凸轮48a，50a，52a，Ma之间。为了移动凸轮件11a，12a，致动装置IOa具有两个切换单元23a，22a。第一切换单 元2 具有第一执行器5 和第一切换件20a。所述切换件20a部分设计成切换销56a，该 切换销在第一切换件20a的一切换位置中移出。在该切换位置中，切换销56a接合到切换 轨道13a的第一滑槽道43a中。借助第一切换单元2 和第一滑槽道43a可使凸轮件1 la, 12a在第一切换方向上移动。使第一切换件20a运动的第一执行器5 具有一电磁单元61a。所述电磁单元61a 包括一线圈62a，该线圈设置于电磁单元61a的定子63a中。借助线圈6 可产生一磁场， 该磁场与一永磁体6 相互作用，该永磁体设置在切换件20a中。由此，切换件20a可带同 切换销56a —起移出。芯6 使电磁单元61a产生的磁场增强。如果线圈6 不通电，则永磁体6 与周围的材料相互作用。在中性位置中，永磁 体6 与电磁单元61a的芯6 相互作用，所述芯由可磁化材料制成。在切换位置中，永磁 体6 与执行器55a的定子63a相互作用。在不通电的工作状态下，永磁体6 使切换件 20a稳定在切换位置或中性位置中。在为电磁单元61a通电的工作状态下，永磁体6 与电磁单元61a的场相互作用。在此，根据永磁体6 和电磁单元61a的极性，可实现吸力和斥力。借助为电磁单元61a通 电的电流方向，可改变电磁单元61a的极性。为了使切换件20a从其中性位置移出到切换 位置，以使电磁单元61a与永磁体6 之间产生斥力的电流方向为电磁单元61a通电。此外，在执行器5 中设有一弹簧单元66a，该弹簧单元同样对切换件20a施加力。 弹簧单元66a的力的方向与电磁单元61a和永磁体6 之间的斥力方向一致，由此，使切换 件20a的移出过程加速。第二切换单元23a以类似于第一切换单元22a的方式构造。第二切换单元具有一 切换销，该切换销在切换件21a的一切换位置中接合到滑槽道44a中。借助第二切换单元 23a和第二滑槽道44a，能使所述凸轮件11a，1 在与第一切换方向相反的第二切换方向上 移动。凸轮件11a，12a经由切换轨道在运动上/在运动技术上(bewegungstechnisch) 部分地彼此耦合。借助致动装置IOa可使凸轮件11a，1 依次移动。在此，凸轮件11a，12a 与主凸轮轴4 的转角相关地移动。在第一切换方向上，首先使第一凸轮件Ila移动，随后， 当第一凸轮件Ila被完全移动后，使第二凸轮件1 移动。在第二切换方向上，首先使第二 凸轮件1 移动，随后使第一凸轮件Ila移动。第一凸轮件Ila设计成两件式并具有两个分凸轮件58a，59a，所述分凸轮件布置 在第二凸轮件12a的两侧。分凸轮件58a，59a借助一位于内部的连接杆60a彼此固定连接 以进行轴向运动。原则上，也可以考虑将两个分凸轮件58a，59a彼此相邻地布置并使它们 一体形成。为了能在一与移出区段32a，33a无关的时刻使切换件20a，21a移回，切换轨道13a 的滑槽道43a，44a的每个中间区段14a_19a各具有一复位结构25a-30a(见图1)。借助复 位结构可使接合到相应滑槽道43a，44a中的切换件20a，26a移回到其中性位置 中。由此，复位结构25a，30a形成一复位单元67a，借助该复位单元可提前终止切换过程。复位结构具有相同设计，因此以下对复位结构25a的描述也可类似地应 用于其它的复位结构73a-30a。复位结构26a设计成一相对于滑槽道基准68a的凸起，并 完全设置在滑槽道43a内。在复位结构25a的区域内，滑槽道底部69a的径向高度2 增 加或者说滑槽道的径向深度减小。滑槽道43a、Ma的径向延伸长度31a总是大于零(见图 2)，所述径向延伸长度由切换轨道基准57a(与滑槽道基准68a)之间的距离形成并且相当 于滑槽道43a，4 的径向深度。通过复位结构25a-30a可将两个凸轮件11a，1 切换到任意的切换位置。例如，如 果希望使第一凸轮件Ila从具有零升程的切换位置切换到具有全升程的切换位置，而使凸 轮件1 从具有零升程的切换位置切换到具有部分升程的切换位置，则使第一切换件20a 移出并借助进入区段4 与第一滑槽道43a相接合。通过随后的切换区段3 使第一凸轮件Ila从具有零升程的切换位置运动到具有 部分升程的切换位置。带复位结构25a的中间区段1 跟随在切换区段3 之后。为了避 免切换件20a由于复位结构2 而移入中性位置，为第一执行器55a的电磁单元61a通电 并使切换件20a紧贴中间区段14a的轮廓运动。然后，借助随后的切换区段3 使第二凸 轮件1 从具有零升程的切换位置运动到具有部分升程的切换位置。带复位结构的中 间区段1 跟随在切换区段3 后。在切换件20a经过中间区段1 期间，再次为执行器5 通电并使切换件20a紧贴中间区段15a的轮廓运动。通过随后的切换区段36a使第一 凸轮件Ila从具有部分升程的切换位置切换到具有全升程的切换位置。带复位结构27a的 中间区段16a跟随在切换区段36a后。在切换件20a经过中间区段16a期间，不给执行器 5 通电。由此，切换件20a被复位结构27a移回到中性位置，因此，切换件20a不与滑槽道 43a接合，而第二凸轮件1 保持在具有部分升程的切换位置中。与所述切换过程类似地可实现其它切换过程。由于这些过程根据相同的模式进行 并可直接从上述的说明或附图中得出，所以此处不再对其进行详细说明。图5示出切换轨道13b的滑槽道43b，该滑槽道4 为每个凸轮件11b，12b各具有 一切换区段34b，36b，借助所述切换区段能使相应的凸轮件11b，12b从具有部分升程的切 换位置切换至具有全升程的切换位置。在这种设计方案中，具有复位结构25b的中间区段 14b能有利地用于，使凸轮件lib切换至具有部分升程的切换位置，使另一凸轮件12b切换 至具有全升程的切换位置。切换轨道的第二滑槽道12b类似地设计且在此未详细示出，借助该第二滑槽道能 使凸轮件11b，12b从具有全升程的切换位置切换至具有部分升程的切换位置。图6和图7示出气门机构的致动装置10。所述致动装置10用于移动两个凸轮件 11，12，所述两个凸轮件以可轴向移动但不能相对转动的方式布置在主凸轮轴42上。为了 移动所述凸轮件11，12，致动装置10具有第一切换单元13和第二切换单元18，所述切换单 元可借助切换轨道来移动凸轮件11，12。第一切换单元13具有第一执行器15和第一切换件14。切换件14部分地设计成 切换销24，该切换销M在第一切换件14的一切换位置中伸出。在该切换位置，切换销M 接合到切换轨道16的第一滑槽道25中。借助第一切换单元13和第一滑槽道25，能使凸轮 件11，12在第一切换方向上移动。第二切换单元18具有第二执行器17和第二切换件19。第二切换件19同样部分 地设计成切换销26，该切换销沈在第二切换件19的一切换位置中伸出。在该切换位置，切 换销26接合到切换轨道16的第二滑槽道27中。借助第二切换单元18和第二滑槽道27， 能使凸轮件11，12在与第一切换方向相反的第二切换方向上移动。凸轮件11，12经由切换轨道在运动上部分地彼此耦合。借助致动装置10可使凸 轮件11，12依次移动。在此，凸轮件11，12与主凸轮轴23的转角相关地移动。在第一切换 方向上，首先使第一凸轮件11移动，随后，当第一凸轮件11被完全移动后，使第二凸轮件12 移动。在第二切换方向上，首先使第二凸轮件12移动，随后使第一凸轮件11移动。在此， 凸轮件11，12总是在它们的凸轮单元47，56的基圆相位内移动。第一凸轮件11设计成两件式并具有两个分凸轮件观，29，所述分凸轮件布置在第 二凸轮件12的两侧。分凸轮件观，四借助一位于内部的连接杆30彼此固定连接以进行轴 向运动。原则上，也可以考虑将两个分凸轮件观，四彼此相邻地布置并使它们一体形成。使第一切换件14运动的第一执行器15具有一电磁单元31。所述电磁单元31包 括一线圈32，该线圈设置在电磁单元31的定子22中。借助线圈32可产生一磁场，该磁场 与一永磁体33相互作用，该永磁体设置在切换件14中。由此，切换件14可带同切换销M 一起移出。芯34使电磁单元31产生的磁场增强。如果线圈32不通电，则永磁体33与周围的材料相互作用。在中性位置中，永磁体33与电磁单元31的芯34相互作用，所述芯由可磁化材料制成。在切换位置中，永磁体33 与执行器15的定子22相互作用。在不通电的工作状态下，永磁体33使切换件14稳定在 切换位置或中性位置中。在为电磁单元31通电的工作状态下，永磁体33与电磁单元31的场相互作用。在 此，根据永磁体33和电磁单元31的极性，可实现吸力和斥力。借助为电磁单元31通电的 电流方向，可改变电磁单元31的极性。为了使切换件14从其中性位置移出到切换位置，以 使电磁单元31与永磁体33之间产生斥力的电流方向为电磁单元31通电。此外，在执行器15中设有一弹簧单元35，该弹簧单元同样对切换件14施加力。弹 簧单元35的力的方向与电磁单元31和永磁体33之间的斥力方向一致，由此，使切换件14 的移出过程加速。第二执行器17的构造与第一执行器15类似。该第二执行器包括一电磁单元36， 所述电磁单元具有一线圈37，所述线圈设置在一定子22中，所述定子为两个执行器15，17 所公用，所述线圈具有一可磁化的芯38，所述电磁单元与一永磁体39相互作用并能使切换 销52移出，所述永磁体设置在切换件19内。在执行器17中，同样通过一弹簧单元40使移 出过程加速。所述两个执行器15、17布置在一公共的基壳部件21内，该基壳部件同时形成执行 器15，17的一体形成的定子22。执行器15，17的线圈32，37同样卷绕在基壳部件21上。 在基壳部件21上连接有另一壳部件41。该另一壳部件41包封两个执行器15，17。此外， 壳部件41具有用于切换件14，19的引导结构。滑槽道25、27设计为槽形凹部并直接形成在凸轮件11，12中，借助所述滑槽道来 移动凸轮件11，12。为了依次移动凸轮件11，12，所述凸轮件11，12在二者相邻的区域中设 计成L形并且在轴向上彼此叠合地延伸。在滑槽道25，27的区域中，每个凸轮件11、12在 周向上占据180°的转角。在大于360°的转角上延伸的滑槽道25，27皆部分设置在凸轮 件11上、部分设置在凸轮件12上。两个滑槽道25，27都具有四重S形结构的基本形状(见图8)。两个滑槽道25，27 各具有一个进入区段42，43、四个切换区段44-51，三个中间区段52-57、以及一个移出区段 58，59。第一滑槽道25的切换区段44，46，48，50具有一轴向的方向分量，该轴向的方向分 量与第一切换方向相反，由此可借助切换区段44，46，48，50和转动产生用于在第一切换方 向上进行切换的轴向力。第二滑槽道27的切换区段45，47，49，51具有一轴向的方向分量， 该轴向的方向分量在轴向上与第二切换方向相反，由此可类似地产生用于在第二切换方向 上进行切换的轴向力。在第一滑槽道25中，在进入区段42后交替地设置切换区段44，46，48，50之一以 及中间区段52，54, 56之一，其中切换区段44紧随进入区段42之后。移出区段58设置成 紧随最后一个切换区段48后。进入区段42具有渐增的径向深度。中间区段52，54，56和 切换区段44，46，48，50具有恒定的径向深度。移出区段58具有渐小的径向深度。借助移 出区段58的渐小的径向深度，使切换单元13的切换件14再次移回到其中性位置，在该中 性位置中切换件14不与切换轨道16接合。进入区段42，中间区段52，54，56和移出区段58分别部分设置在凸轮件11上，部 分设置在凸轮件12上。切换区段44，46，48，50分别完全设置在其中一个凸轮件11，12上，其中彼此相继的切换区段44，46，48，50交替地设置在凸轮件11，12上。切换区段44和切 换区段48用于移动凸轮件11。切换区段46和切换区段50用于移动凸轮件12。第二滑槽道27设计成类似于第一滑槽道25。在进入区段43之后同样交替地设置 切换区段45，47，49，51之一以及中间区段53，55，57之一。移出区段59紧随最后一个切换 区段57。进入区段43、中间区段53，55，57和移出区段59分别部分设置在凸轮件11上，部 分设置在凸轮件12上。切换区段45，47，49，51分别完全设置在其中一个凸轮件11，12上， 其中彼此相继的切换区段45，47，49，51交替地设置在凸轮件11，12上，所述切换区段45， 47,49,51能使相应的凸轮件移动。借助切换区段61-51能切换出凸轮件11，12的三个不同的切换位置(见图9)。 凸轮件11和凸轮件12分别具有至少一个凸轮单元60，64，所述凸轮单元具有三个分凸轮 61-63,65-67。所述分凸轮61-63，65-67具有不同的升程高度，并被分配给凸轮件11，12的 各切换位置。具有最高升程高度的分凸轮61，65被分配给具有全升程的切换位置。具有中间升 程高度的分凸轮62，66被分配给具有部分升程的切换位置。具有最低升程高度的分凸轮 63，67被分配给具有零升程的切换位置，有利地所述最低升程高度等于零。在相应的凸轮 单元60，64中，具有最高升程高度的分凸轮61，65以及具有最低升程高度的分凸轮63，67 布置在外侧。而具有中间升程高度的分凸轮62，66布置在相应凸轮单元60，64的另外(两 个)分凸轮61，63，65，67之间。为了能在一与移出区段58，59无关的时刻使切换件14，19移回，致动装置10具有 一耦合件20，借助该耦合件使第一切换件14和第二切换件19在运动上互相耦合(见图6 和图7)。所述耦合件20以互补方式耦合两个切换件14，19。由此，第二切换件19可借助第 一执行器15移入中性位置，而第一切换件14可借助第二执行器17移入中性位置。因此， 耦合件20形成一复位单元68的一部分，借助该复位单元可使切换件14，19回到其中性位 置以提前终止切换过程。耦合件20可转动地安装在切换件14与19之间。两个切换件14，19各具有一缺 口 69，70，耦合件20接合到所述缺口中。切换件14，19借助缺口 69，70在运动上互相连接。 在此，耦合件20提供了一以互补方式耦合切换件14，19的摇杆机构。通过使第一切换件14移入切换位置，借助第一执行器15使第二切换件19移入中 性位置。通过使第二切换件19移入切换位置，借助第二执行器17使第一切换件14移入中 性位置。但原则上，也可以借助移出区段58，59使两个切换件14，19都移回到基位。此外 有利的是，附加地在使电磁单元31，36施加一吸力并支持/辅助切换单元14，19向中性位 置的运动的电流方向上，为希望其移入中性位置的切换件14，19的执行器15，17通电。通过致动装置10可例如使凸轮件11切换到具有部分升程的切换位置，而使凸轮 件12切换到具有零升程的切换位置。如果两个凸轮件11，12都位于具有零升程的切换位 置，则第一切换单元13的切换件14移出并接合到第一滑槽道25中。借助跟随在进入区段 42后的切换区段44，使凸轮件11从具有零升程的切换位置移入具有部分升程的切换位置。 随后，使第二切换单元18的切换件19移出。第二切换件19进入第二滑槽道27的移出区 段59。由此，第一切换单元13的切换件14移回到中性位置。通过移出区段59使第二切换 单元18的切换件19再次移回到其中性位置。
其它可能的切换过程，例如使切换凸轮件11到达具有全升程的切换位置以及使 切换凸轮件12到达具有零升程的切换位置的切换过程，与上述例子类似地进行并可直接 从说明书和附图中获知，因而在此不再对其进行详细说明。
权利要求
1.一种——特别是发动机的——气门机构，所述气门机构具有致动装置(10，IOa; IOb)，所述致动装置设置成使至少一个能轴向移位的凸轮件(11，12，11a, 12a ；lib, 12b) 运动，所述致动装置具有用于使所述凸轮件(11，12，11a，12a ;llb，12b)移位的切换轨道 (13a ；13b, 16)和至少一个切换单元(13，18，22a，23a)，所述切换单元具有切换件(14，19， 20a)和执行器(15，17，5 )，其中所述切换件(14，19，20a)设置成至少在一切换位置中接 合到切换轨道(13a;i:3b，16)中，所述执行器(15，17，55a)设置成使所述切换件(14，19， 20a)运动至所述切换位置，其特征在于，所述切换轨道(13a ；13b, 16)具有至少一个中间区段(Ha-19a ；14b, 15b, 52-57)，所述中间区段设置成终止切换过程。
2.根据权利要求1所述的气门机构，其特征在于，所述中间区段(Ha-19a;14b，15b) 设置成，使切换单元(22a, 23a ；22b, 23b)的切换件(20a, 21a ；20b, 21b)运动至中性位置。
3.根据权利要求2所述的气门机构，其特征在于，所述中间区段(Ha-19a;14b，15b) 在至少一个分部段中具有逐渐增加的径向高度0 ；24b)。
4.至少根据权利要求2所述的气门机构，其特征在于，所述中间区段(14a-19a;14b， 15b)具有复位结构，26b)，所述复位结构设置成，使所述切换件^)a，21a; 20b，21b)运动至中性位置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述中间区段 (14a-19a;14b,15b)具有始终不等于零的径向延伸长度(31a ;31b)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述切换轨道(13a; 13b)具有至少一个移出区段(3 , 33a ;32b，3 )，所述移出区段设置成使切换过程终止。
7.根据权利要求6所述的气门机构，其特征在于，所述移出区段(3h，33a;32b，3:3b) 和中间区段(14a-19a ；14b, 15b)彼此分开。
8.至少根据权利要求6所述的气门机构，其特征在于，所述切换轨道(13a;13b)具 有至少一个切换区段(36a-41a;36b，37b)，所述切换区段设置在所述移出区段(3h，33a; 32b，33b)和中间区段(14a-19a ； 14b, 15b)之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述致动装置(10a; 10b)设置成使所述凸轮件(lla，Ua;llb，Ub)切换到至少三个切换位置中。
10.一种用于——特别是机动车的——气门机构的方法，所述气门机构具有致动装置 (10a ;10b)，所述致动装置设置成使至少一个能轴向移位的凸轮件(lla，12a;llb，12b)移 位，所述致动装置具有用于使所述凸轮件(11a，12a ；lib, 12b)移位的切换轨道(13a ； 13b)， 其特征在于，借助所述切换轨道(13a;13b)的至少一个中间区段(Ha-19a;14b，15b)终止 切换过程。
11.根据权利要求1所述的气门机构，其特征在于，所述致动装置(10)具有至少一个执 行器(17)，所述执行器设置成使第一切换件(14)运动至中性位置。
12.根据权利要求11所述的气门机构，其特征在于，所述至少一个执行器(15，17)设计 成电磁式执行器。
13.根据权利要求11或12所述的气门机构，其特征在于，第一切换单元(13)设置成使 至少一个凸轮件(11，12)在第一切换方向上移位。
14.根据前述权利要求中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述致动装置具有一带第二切换件(19)的第二切换单元(18)，所述第二切换件设置成至少在一切换位置中接合 到所述切换轨道(16)中。
15.根据权利要求13和14所述的气门机构，其特征在于，所述第二切换单元(18)设置 成使至少一个凸轮件(11，12)在第二切换方向上移位。
16.至少根据权利要求14所述的气门机构，其特征在于，所述第二切换单元(18)具有 一执行器(17)，所述执行器设置成使所述第二切换件(19)运动至切换位置。
17.根据权利要求16所述的气门机构，其特征在于，所述第二切换单元的执行器(17) 至少部分地与设置成使第一切换件(14)运动至中性位置的执行器(17) —体设计。
18.至少根据权利要求14所述的气门机构，其特征在于，第一执行器(15)设置成使第 二切换件(19)运动至中性位置。
19.至少根据权利要求14所述的气门机构，其特征在于，所述致动装置(10)具有耦合 件(20)，所述耦合件设置成使第一切换件(14)和第二切换件(19)在运动上耦合。
20.根据权利要求19所述的气门机构，其特征在于，所述耦合件00)设置成以互补方 式耦合所述第一切换件(14)和第二切换件(19)。
21.至少根据权利要求14所述的气门机构，其特征在于，所述第一切换单元(13)和第 二切换单元(18)至少部分地一体形成。
22.根据权利要求21所述的气门机构，其特征在于，所述第一切换单元(13)和第二切 换单元(18)具有至少一个公共的基壳部件01)。
23.至少根据权利要求21所述的气门机构，其特征在于，所述第一切换单元(13)和第 二切换单元(18)具有一公共的定子02)。
24.根据前述权利要求中任一项所述的气门机构，其特征在于，所述致动装置(10)设 置成使所述凸轮件(11，12)切换到至少三个切换位置。
25.一种用于——特别是发动机的——气门机构的方法，所述气门机构具有致动装置 (10)，所述致动装置设置成使至少一个能轴向移位的凸轮件(11,1 运动，所述致动装置 具有至少一个第一切换单元(13)，所述第一切换单元具有第一切换件(14)和第一执行器 (15)，其中所述切换件(14)设置成至少在一切换位置中接合到切换轨道(16)中，所述第 一执行器(15)设置成使所述切换件(14)运动至所述切换位置，其特征在于，借助一执行器 (17)使所述第一切换件(14)运动至中性位置。
全文摘要
本发明涉及一种特别是发动机的气门机构，所述气门机构具有致动装置(10，10a；10b)，所述致动装置设置成使至少一个能轴向移位的凸轮件(11，12，11a，12a；11b，12b)运动，所述致动装置具有用于使所述凸轮件(11，12，11a，12a；11b，12b)移位的切换轨道(13a；13b，16)和至少一个切换单元(13，18，22a，23a)，所述切换单元具有切换件(14，19，20a)和执行器(15，17，55a)，其中所述切换件(14，19，20a)设置成至少在切换位置中接合到切换轨道(13a；13b，16)中，所述执行器(15，17，55a)设置成使所述切换件(14，19，20a)运动至切换位置。本发明提出，所述切换轨道(13a；13b，16)具有至少一个中间区段(14a-19a；14b，15b，52-57)，所述中间区段设置成终止切换过程。
文档编号F01L13/00GK102066699SQ200980123209
公开日2011年5月18日 申请日期2009年6月10日 优先权日2008年6月20日
发明者盖斯伯格-海芬伯格 A·冯, J·迈因斯歇尔, M·朗菲尔德, T·斯托尔克 申请人:戴姆勒股份公司