背景技术：
通过包括具有不同凸轮冲程的两个凸轮的可调节的常规气门机构，内燃机的汽缸可以以两种不同的操作模式操作。如果不使用冲程不同的两个凸轮，只使用一个凸轮以及没有凸轮冲程的基圆(而不使用第二个凸轮)，则可以通过气门机构使汽缸脱离。在这种脱离状态下，与汽缸的气体交换阀联接的凸轮从动件不与单个凸轮相互作用，而与所述基圆相互作用，从而气体交换阀不被致动。
在引言中提到的类型的气门机构从de19945340a1知晓。
技术实现要素：
本发明的目的在于在气门机构的开发中指出新的方式。
该问题是通过独立权利要求的主题来解决的。优选的实施方案是从属权利要求的主题。
因此，本发明的基本构思是为气门机构配备纯机械的调节装置，通过该调节装置，凸轮从动件可以在第一轴向位置与第二轴向位置之间调节。以这种方式，可以省去具有气动或液压部件的传统调节装置的使用。这意味着气门机构的相当简化的结构组成，这又伴随着减小的空间要求。
根据本发明的气门机构包括凸轮轴和凸轮从动件。第一凸轮和与其轴向相邻的第二凸轮安装在凸轮轴上用于联合旋转。轴向方向可以通过凸轮轴的中心纵向轴线限定。第一凸轮在此可以轴向地与第一凸轮隔开一段距离地布置，或者可以贴靠第一凸轮布置。凸轮从动件沿轴向方向能轴向调节。在此，凸轮从动件可以在第一位置与第二位置之间轴向地调节，在该第一位置中，凸轮从动件驱动连接至第一凸轮，在该第二位置中，凸轮从动件驱动连接至第二凸轮。根据本发明，凸轮从动件具有机械调节装置，该机械调节装置与凸轮轴相互作用并且在第一位置与第二位置之间轴向地调节凸轮从动件。
在一种优选的实施方案中，机械调节装置具有可调节的第一机械接合元件。后者与凸轮轴上存在的第一滑动引导件相互作用，用于将凸轮从动件从第一位置轴向调整到第二位置中。该调节装置还具有能延长的(producible)第二机械接合元件，该第二机械接合元件与所述凸轮轴上存在的第二滑动引导件相互作用，用于将凸轮从动件从第二位置轴向调节到第一位置中。这种机械接合元件的使用允许省去技术上复杂的气动系统。
根据进一步的开发，机械调节装置包括第一致动器。借助于第一致动器，第一机械接合元件能够在第一位置与第二位置之间调节，在该第一位置中，第一机械接合元件接合到第一滑动引导件中，在该第二位置中，第一机械接合元件不接合到第一滑动引导件中。替代地或附加地，机械调节装置包括第二致动器，借助于第二致动器，第二机械接合元件能够在第一位置与第二位置之间调节，在该第一位置中，第二机械接合元件接合到第二滑动引导件中，在该第二位置中，第二机械接合元件不接合到第二滑动引导件中。而且，使用这种致动器允许省去用于调节相应的接合元件的气动和/或液压调节装置(其在技术上仅能够以相当大的努力实现)。
有利地，第一致动器能够在非活动位置与活动位置之间调节。优选地，可以实现可调节性，使得处于非活动位置中的第一致动器不与第一接合元件接触，并且通过从非活动位置调节到活动位置中，通过机械接触将第一接合元件从第二位置调节到第一位置中。在该变型中，第二致动器也能在第一致动器的非活动位置与活动位置之间交替地或附加地调节。类似于第一致动器，处于非活动位置中的第二致动器不与第二接合元件接触。通过从非活动位置到活动位置中的调节，第二致动器通过机械接触将第二接合元件从第二位置调节到第一位置中。使用纯机械装置—以致动器的形式—调节接合装置简化了整个气门机构的结构。这伴随着在气门机构生产中节约大量成本。
有利地，第一接合元件和/或第二接合元件从第一位置到第二位置中的调节通过凸轮从动件的冲程运动实现。换句话说，凸轮从动件通过由第一或第二凸轮引起的冲程运动而朝向两个致动器移动。当它们处于其活动位置中时，通过凸轮从动件的冲程运动以及由此相应的接合元件的冲程运动，相应的接合元件被压靠在相应的致动器(该致动器在相对于凸轮轴的活动位置处固定，因此不动)上，并且以这种方式通过致动器“移位”到其第二位置中。通过这种方式，可以省去分别通过第一致动器或第二致动器的主动运动来主动调节第一接合元件或第二接合元件。相应地，两个致动器可以以结构上非常简单的方式构成，这在制造上具有成本优势。
特别优选地，两个致动器可以构造为能线性调节的电动致动器。在这种情况下，它们可以通过气门机构的控制装置以简单的方式致动，以在活动位置与非活动位置之间进行调节。此外，实现为电动致动器允许沿致动器的调节方向对致动器的线性定位进行非常精确的控制。在该变型中，机械调节装置被实现为机电调节装置。
在另一种优选的实施方案中，第一致动器具有能线性调节的第一控制元件。这可以包括圆柱形控制体，当第一接合元件移动到第一滑动引导件中时，该圆柱形控制体的正面压靠接合元件的与第一控制元件相对定位的正面。以类似的方式，第二致动器也可以具有可线性调节的第二控制元件，其具有圆柱形控制体。以与第一控制元件类似的方式，当第二接合元件移动到第二滑动引导件中时，该圆柱形控制体的正面可以压靠第二接合元件的与第二控制元件相对定位的正面。以前述方式，致动器与接合元件的期望的机械联接可以以简单且因此价格有利的方式实现。
在进一步有利的另外的开发中，第一致动器具有壳体和第一控制元件，该第一控制元件能够相对于壳体在第一位置与第二位置之间以平移的方式调节。在该变型中，作为第一致动器的替代或附加，第二致动器也可以具有壳体和第二控制元件，该第二控制元件能够相对于该壳体在第一位置与第二位置之间以平移的方式调节。通过优选地具有销状或螺栓状接触部分的这种控制元件，致动器与接合元件的必要的机械相互作用可以以简单的方式实现，以优选地以形状配合的方式使接合元件与滑动引导件接合。
在需要特别小的安装空间的本发明的有利的进一步开发中，第一滑动引导件和第二滑动引导件在共同的滑动体中构造，该共同的滑动体相对于两个凸轮轴向上布置在凸轮从动辊的同一侧上。
在进一步优选的实施方案中，凸轮从动件具有凸轮从动件固定装置，用于将凸轮从动件可拆卸地固定在第一位置或第二位置中。根据该变型，凸轮从动件固定装置具有弹簧加载的凸轮从动件固定元件。该弹簧加载的凸轮从动件固定元件在凸轮从动件的第一位置中接合到在凸轮从动件上设置的第一安装件中，并且在凸轮从动件的第二位置中接合到在凸轮从动件上设置的第二安装件中。用于固定凸轮从动件的固定机构的这种实现允许凸轮从动件可靠地固定在其第一轴向位置或第二轴向位置中，并且仅需要非常小的安装空间。
特别优选地，由于其制造成本特别低，所以第一安装件形成为在凸轮从动件的周侧上形成的第一周向凹槽。第二安装件在此形成为布置在周侧上的第二周向凹槽，轴向距第一周向凹槽一定距离。
有利地，凸轮从动件具有用于至少一个接合元件，优选地用于两个接合元件的接合元件固定装置，用于将接合元件可拆卸地固定在第一位置或第二位置中。在该变型中，所述接合元件固定装置具有弹簧加载的固定元件。后者在接合元件的第一位置中容纳在设置在接合元件上的第一安装件中。在接合元件的第二位置中，固定元件容纳在设置在凸轮从动件上的第二安装件中。
优选地，第一接合元件和/或第二接合元件分别具有以螺栓状或销状方式构造的基部本体，在所述基部本体的周侧上，第一安装件形成为第一周向凹槽，并且第二安装件形成为轴向上间隔布置的第二周向凹槽。
特别有利地，机械调节装置不包括液压和/或气动部件。
如果气门机构将在具有可分离汽缸的内燃机中运行，则根据优选的实施方案，建议将第一凸轮或第二凸轮构造为不具有凸轮冲程的基圆。
本发明还涉及一种具有上述气门机构的内燃机。
本发明的其他重要特征和优点将从从属权利要求、附图以及借助于附图的相关联的附图描述显现。
应当理解，上述特征以及还将在下文中解释的特征不仅可以在所指出的各个组合中使用，而且还可以以其他组合或孤立地使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
本发明的优选的示例性实施方案在附图中示出，并且在以下描述中更详细地说明，其中相同的参考标号指示相同或相似或功能相同的组件。
分别示意性地示出：
图1根据本发明的气门机构的示例，具有布置在第一轴向位置中的凸轮轴，
图2图2的气门机构，其中凸轮轴处于相对于第一轴向位置轴向移位的第二位置中，
图3图1和图2的气门机构的变体，其中两个滑动引导件布置在共同的滑动体上。
具体实施方式
图1和图2以示意图示出了根据本发明的气门机构1的示例。气门机构1包括凸轮轴2和凸轮从动件3。第一凸轮4a安装在凸轮轴2上用于联合旋转。第二凸轮4b在凸轮轴2上与第一凸轮4a轴向相邻地布置，同样是为了与其联合旋转。
在附图的示例中，第一凸轮4a被构造成不具有凸轮冲程的基圆。这允许在具有可脱离汽缸的内燃机中使用气门机构1。
凸轮从动件3能够沿轴向方向a在第一位置与第二位置之间调节，其中，在该第一位置中，该凸轮从动件与第一凸轮4a驱动连接，在该第二位置中，该凸轮从动件与第二凸轮4b驱动连接。图1示出了处于所述第一位置中的凸轮从动件3，图2示出了处于其第二位置中的凸轮从动件3。凸轮从动件3可以具有圆柱形构造的凸轮从动件基部本体5，构造成中空圆柱形的凸轮从动辊6能旋转地安装在该凸轮从动件基部本体的周侧上。对于本领域中的相关专业人员而言，凸轮从动件基部本体5也称为“螺栓”或“位移轴”。通过凸轮从动辊6，两个凸轮4a、4b与凸轮从动件3的驱动连接以已知的方式进行。在此，凸轮轴2的旋转运动通过凸轮4a、4b转换成凸轮从动件3的直线运动。
在图1所示的凸轮从动件3的第一位置中，凸轮从动辊6与第一凸轮4a联接，在图2中与第二凸轮4b联接。凸轮从动辊6通过合适构造的机械联接装置，尤其是以控制元件的方式，致动(未示出)用于在打开状态和关闭状态之间进行调节的阀。这种联接的实际技术实现可能性不是本发明的一部分，但是对于本领域的相关专业人员来说以各种形式从现有技术中已知，从而可以省略这方面的更详细的解释。
图1的凸轮从动件3具有与凸轮轴2相互作用的机械调节装置7，用于凸轮从动件3在第一位置与第二位置之间的轴向调节。机械调节装置7为此包括第一可调节的机械接合元件8a。为了将凸轮从动件3从图1所示的第一位置轴向调节到第二位置中，第一机械接合元件8a与凸轮轴3上存在的第一滑动引导件9a相互作用。以类似的方式，机械调节装置7具有第二可调节的机械接合元件8b。为了将凸轮从动件3从其第二位置轴向调节到第一位置中，第二接合元件8b与凸轮轴3上存在的第二滑动引导件9b相互作用。
机械调节装置7还包括第一致动器10a，通过该第一致动器，第一接合元件8a能够在图1中示出的第一位置与图2中示出的第二位置之间调节，在该第一位置中，该第一接合元件接合到第一滑动引导件9a中，在该第二位置中，该第一接合元件不接合到第一滑动引导件9a中。机械调节装置7还包括第二致动器10b，通过该第二致动器，第二接合元件8b能够在第一位置与第二位置之间调节，在该第一位置中，该第二接合元件接合到第二滑动引导件9b中，在该第二位置中，该第二接合元件不接合到所述第二滑动引导件中。机械调节装置7不包括液压或气动部件。
第一致动器10a能够在非活动位置与活动位置之间调节。为此目的，两个致动器10a、10b可以被配置为可线性调节的电驱动致动器。机械调节装置7在这种情况下被实现为机电调节装置。换句话说，电驱动致动器10a、10b在此包括在术语“机械调节装置”7之内。
两个致动器10a、10b能通过气门机构1的控制装置11控制，以在其活动位置与其非活动位置之间进行调节。实现这种可调节性使得处于非活动位置中的第一致动器10a不与第一接合元件8a接触。在从其非活动位置调节到其活动位置的过程中，第一致动器10a通过机械接触将第一接合元件8a从其第二位置调节到其第一位置。
第一接合元件8a从第一位置到第二位置中的调节可以优选地通过凸轮从动件3的冲程运动(尤其是通过凸轮从动件基部本体5)实现。在此，凸轮从动件3通过由第一凸轮4a或第二凸轮4b引起的冲程运动在第一致动器10a的方向上移动。如果第一制动器10a处于其活动位置，那么通过凸轮从动件3的冲程运动以及由此第一接合元件8a的冲程运动，其被压靠在第一致动器10a上，并通过该第一致动器调节到其第二位置中。
在这种状态下，第一接合元件8a接合到第一滑动引导件9a中，使得凸轮从动件3由于凸轮轴2的旋转运动而借助于布置在其上的第一滑动引导件9a轴向地从其第一位置移动到第二位置中。第二致动器10b也能在非活动位置与活动位置之间调节。实现这种可调节性使得处于非活动位置中的第二致动器10b不与第二接合元件8b接触。在从其非活动位置调节到其活动位置的过程中，第二致动器10b通过机械接触将第二接合元件8b从其第二位置调节到第一位置中。
第二接合元件8b从第一位置到第二位置中的调节也优选地通过凸轮从动件3的冲程运动(尤其是通过凸轮从动件基部本体5)实现。在此，凸轮从动件3通过由第一凸轮4a或第二凸轮4b引起的冲程运动在第二致动器8b的方向上移动。当后者位于其活动位置中时，则通过凸轮从动件3的冲程运动以及由此第二接合元件8b的冲程运动，后者被压到第二致动器10b上，并且因此通过第二致动器被调节到其第二位置中。
在这种状态下，第二接合元件8b接合到第二滑动引导件9b中，使得凸轮从动件3由于凸轮轴2的旋转运动而借助于其上布置的第二滑动引导件9a轴向地从其第二位置移动到第一位置中。
第一致动器10a具有可线性调节的(参见箭头15a)第一控制元件12a。后者可以部分地从第一致动器10a的第一壳体16a突出，并且可以布置成相对于第一致动器可线性地调节。第一控制元件12a的面向第一接合元件8a的正面13a(其可以以销或螺栓状的方式构造)在第一接合元件8a移动到第一滑动引导件9a中时压靠第一接合元件8a的与第一控制元件12a相对定位的正面14a。第二致动器10b具有可线性调节的(参见箭头15b)第二控制元件12b。后者可以部分地从第二致动器10b的第二壳体16b突出，并且可以布置成相对于第二壳体可线性地调节。第二控制元件12b的面向第二接合元件8b的正面13b(其可以以销或螺栓状的方式构造)在第二接合元件8b移动到第二滑动引导件9b中时压靠第二接合元件8b的与第二控制元件12b相对定位的正面14b。
如图2的视图所示，凸轮从动件3还具有凸轮从动件固定装置17，用于将凸轮从动件3可拆卸地固定在第一位置或第二位置中。凸轮从动件固定装置17包括弹簧加载的凸轮从动件固定元件18。凸轮从动件固定元件18在凸轮从动件3的第一位置中接合到在凸轮从动件3上设置的第一安装件19a中，并且在凸轮从动件3的第二位置中接合到在凸轮从动件3上设置的第二安装件19b中。优选地，如图2所示，第一安装件19a实现为第一周向凹槽20a，该第一周向凹槽布置在凸轮从动件3的周侧21上。第二安装件相应地实现为第二周向凹槽20b，该第二周向凹槽在周侧21上轴向间隔布置。
如图1和图2清楚地示出的，凸轮从动件3具有分别用于两个接合元件8a、8b，优选地用于接合元件8a、8b二者的第一接合元件固定装置22a或第二接合元件固定装置22b，用于第一接合元件8a或第二接合元件8b分别在第一位置或第二位置中的可拆卸的固定。如可以看到的，两个接合元件固定装置22a、22b分别具有弹簧加载的固定元件23a、23b，其在相应的接合元件8a、8b的第一位置中被容纳于在相应的接合元件8a、8b上设置的第一安装件24a、24b中。在凸轮从动件的第二位置中，固定元件23a、23b被容纳在凸轮从动件上设置的第二安装件25a、25b中。第一接合元件8a和第二接合元件8b分别具有以螺栓或销状的方式构造的基部本体29a、29b。在基部本体29a、29b的周侧上，第一安装件24a、24b被构造为第一周向凹槽27a、27b，并且第二安装件25a、25b被构造为在周侧上间隔布置的第二周向凹槽28a、28b。
借助于图1和图2的视图，下面解释凸轮从动件3从第一位置到第二位置中的调节。在图1的场景下，凸轮从动件3位于第一位置中，其中，其凸轮从动辊6与第一凸轮4a驱动连接。
如果将凸轮从动件2从其第一轴向位置调节到其第二轴向位置中，则使得机械调节装置7的第一接合元件8a与第一滑动引导件9a接合，如图1所示。这通过第一电致动器10a进行。
如已经说明的，第一致动器10a能在图1所示的非活动位置与图1中以虚线指示的活动位置之间调节。在非活动位置中，第一致动器10a在机械上不与第一接合元件8a接触。在从其非活动位置调节到其活动位置的过程中，第一致动器10a通过机械接触将第一接合元件8a从其第二位置调节到其第一位置。在第一位置中，第一接合元件8a接合到第一滑动引导件9a中(参见图1)，使得凸轮从动件3借助于第一滑动引导件9a通过凸轮轴2的旋转运动轴向地从其第一位置移动到第二位置中，其在图2中示出。在使第一接合元件8a与第一滑动引导件9a接合之后，第一致动器10a可以通过控制装置11再次移回到其非活动位置中。
第一滑动引导件9a可以—正像第二滑动引导件9b那样—具有斜坡结构(未在附图中示出)，使得一旦凸轮从动件3已经到达第二轴向位置时，第一接合元件8a就与第一滑动引导件脱离接合。在该第二位置中，第二凸轮4b与凸轮从动辊6驱动连接。凸轮从动件3从第二位置回到第一位置中的调节可以通过第二致动器10b进行，第二接合元件8b和第二滑动引导件9b以类似于先前所解释的方式，从凸轮从动件3的第一位置转变到第二位置中。
在图3中，示出了图1和图2的示例的变体。图3的气门机构1与图1和图2的气门机构的不同之处在于，第一滑动引导件9a和第二滑动引导件9b相对于两个凸轮4a、4b在同一滑动体26中在相同侧上轴向地构造。清楚地是，其中涉及两个接合元件8a、8b和两个滑动引导件9a、9b以及两个致动器10a、10b的轴向布置的变化。