CN107288696A - 具有摇臂的可变阀门操纵机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于升降阀，尤其用于内燃机的换气阀的可变阀门操纵机构，升降阀能够经由摇臂间接地通过凸轮在关闭位置和开启位置之间周期性地移动。可变阀门操纵机构包括：可切换的摇臂机构，其具有传动摇臂和阀门摇臂，其中，阀门摇臂在第一端部处与升降阀操作地接触且在第二端部处具有滚轮。传动摇臂在第一端部处与凸轮轴的凸轮啮合且在第二端部处通过轮廓面与阀门摇臂的滚轮操作地连接。阀门操纵机构还包括用于切换摇臂机构的调节装置，调节装置借助于行星传动装置能够使轮廓面围绕传动摇臂的所述摇臂轴线旋转，以产生阀门摇臂的滚轮在轮廓面上的滚动区域的偏移，且通过传动摇臂将由凸轮定义的升程传递到阀门摇臂。

Description

具有摇臂的可变阀门操纵机构
技术领域
本发明涉及用于升降阀，尤其是用于内燃机的换气阀的可变阀门操纵机构，升降阀能够间接地通过凸轮经由摇臂在关闭位置和开启位置之间周期性地移动。
背景技术
已知的是，内燃机的换气阀以不同的开启和关闭时间点以及以不同的阀门开启升程可变地运行。这种可变阀门操纵机构根据配备有相应的升降阀的装置的运行参数(也就是例如根据内燃机的转速、负载或温度)能够有利地地使阀门升程曲线走向与凸轮角度针对性匹配。
尤其已知的是，为了操纵升降阀而提供多个凸轮并且仅通过一个凸轮的轮廓对升程曲线产生作用，由此产生用于升降阀的多个不同的升程曲线。为了切换到另外的升程曲线，进行到另外凸轮的轮廓的切换。DE 4230877 A1公开了这种类型的阀门控制。在此，具有两个不同的凸轮轮廓的凸轮轴组以不能旋转但能轴向地偏移的方式设置在凸轮轴上。根据凸轮组的轴向位置，凸轮轮廓经由中间机构(传动杆)与升降阀操作地连接。在基圆阶段期间通过压力环抵抗复位弹簧的作用来执行凸轮组的用于改变阀门参数的轴向偏移。
由DE 19519048 A1公开了用于一种内燃机的可变阀门操纵机构，其中，同样地，具有彼此不同的凸轮轮廓构造的两个凸轮直接彼此相邻地布置在凸轮轴上。通过其上具有凸轮的凸轮轴的轴向偏移来实现凸轮啮合的变化。
此外，DE 19520117 C2公开了一种内燃机的阀门操纵机构，其中，具有至少两个不同的凸轮轨道的能够轴向地偏移的凸轮组以不能旋转的方式布置在凸轮轴上。通过调节机构来实现凸轮组的调节，调节机构在凸轮轴的内部中被引导。通过布置在凸轮轴的端侧的双作用式液压或气动活塞气缸单元使调节机构在凸轮轴的内部中偏移。调节机构与同步件连接，同步件延伸地穿过轴向地布置在凸轮轴中的长孔并且通入到凸轮组的钻孔中。
现有技术中的缺点在于，不同的开启和关闭时间点以及不同的开启升程不能被以连续变化的方式调节。同样，也总是仅在阀门关闭的状态下才能够通过轴向凸轮偏移实现调节，使得汽缸上的调节必须彼此独立地进行。另外的缺点在于，利用这些已知的措施不能在不需要对除了为实现可变形直接需要的部件之外的周围部件进行修改的情况下将不具有可变性的现有阀门操纵机构改装成具有可变性的阀门操纵机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的具有摇臂的可变阀门操纵机构，以能够用于避免常规技术的缺陷。本发明的目的尤其在于提供一种可变阀门操纵机构，以用于以连续变化的方式改变阀门开启和关闭时间点以及阀门开启升程，而不取决于当前的阀门位置。
通过具有独立权利要求的特征的可变阀门操纵机构实现上述目的。本发明的优选的实施例和应用是从属权利要求的主题，并且在接下来的描述中参考附图进一步说明。
根据本发明，提供了一种用于升降阀的可变阀门操纵机构。升降阀能够尤其抵抗复位弹簧的力间接地通过凸轮轴的凸轮轴周期性地在关闭和开启位置之间移动。升降阀优选地是内燃机的换气阀。
根据本发明的整体方面，阀门操纵机构包括可切换的摇臂机构以用于操纵升降阀。可切换的摇臂机构应当被理解成这样的摇臂机构，其通过在本文中被描述成调节装置的切换装置能够在将凸轮运动传递至升降阀的传递特性方面进行变化，使得能够改变阀门开启时间点和/或关闭时间点和/或阀门开启升程的高度。
摇臂机构包括接下来被描述成阀门摇臂的第一摇臂和接下来被描述成传动摇臂的第二摇臂，二者以能够旋转的方式支承在不同的摇臂轴线上，这些摇臂轴线均平行于凸轮轴的轴线。在此，阀门摇臂在第一端部处与升降阀操作地接触，并且在第二端部处具有滚轮(尤其是压辊)。传动摇臂在第一端部处关联到凸轮轴的凸轮，也就是与凸轮轴的凸轮啮合，以获取凸轮运动。传动摇臂根据凸轮运动进行倾斜运动。传动摇臂在第二端部处通过轮廓面(尤其是用于定义阀门升程的轮廓面)与阀门摇臂的滚轮操作地连接，使得传动摇臂的倾斜运动产生阀门摇臂的倾斜运动，其中，阀门摇臂的滚轮在轮廓面上滚动。因此，通过传动摇臂的倾斜，阀门摇臂的滚轮在轮廓面上滚动，并且阀门摇臂的最终的倾斜运动提供了相应的阀门升程。在此意义上，传动摇臂和阀门摇臂串联地连接，其中视实施例而定，它们的倾斜运动也能够相对地定向。
轮廓面是传动摇臂的表面，在凸轮运动被传递到升降阀时，阀门摇臂的滚轮在该表面上来回的滚动，并因此将传动摇臂的运动传递或者耦合至阀门摇臂。通过轮廓面的表面形状的例如在滚动方向上的斜度的设计能够确定阀门升程的走向。作为术语“轮廓面”的代替，在本文件中也可以使用术语“滚动面”。
可变阀门操纵机构包括用于切换摇臂机构的调节装置，该调节装置能够通过行星传动装置(例如行星齿轮组)使轮廓面以特定的传动比围绕传动摇臂的摇臂轴线旋转，以产生阀门摇臂的滚轮在轮廓面上的滚动区域的偏移。有利地，调节装置被构造成产生轮廓面或者传动摇臂的包括轮廓面的部分的相对于阀门摇臂的旋转。由此，改变了轮廓面的被阀门摇臂的滚轮作用的区域，并且由此改变了最终的阀门升程和/或阀门开启或者关闭时间。行星传动装置并不是调节装置的一部分，而是，调节装置作用在行星传动装置上，接着行星传动装置对轮廓面的旋转产生影响。因此，通过调节装置尤其能够改变阀门摇臂的滚轮在轮廓面上的滚动区域。同样，行星传动装置实现了在传动摇臂的和阀门摇臂的倾斜运动之间的对于应用来说有利的传动比。
在此，针对阀门升程和升程调节这两个动作描述的运动学布置结构是重叠的。此外，通过轮廓面的相应的构造产生了这样的可能性，即当轮廓面的相应滚动区域无斜度地形成时，使阀门保持为完全关闭或者但是也能够以最大阀门升程短时地保持开启。此外，特别有利地，在每个任意的时间点都能够执行升程调节，也就是说，也可以在阀门开启时执行调节。因此实现了不取决于当前阀门升程位置以及凸轮轴旋转的切换。
因此，在这种阀门操纵机构中并不直接通过凸轮提升来定义阀门升程。凸轮轮廓仅用于辅助杠杆(当前被描述成传动摇臂)的倾斜运动。根据本发明的可变阀门操纵机构的优点在于，与常规的不可变阀门操纵机构相比，摇臂和凸轮轴的构造形式可以保持不变。另外的优点在于，可变阀门操纵机构以很小的移动质量来执行阀门操纵，原因在于阀门摇臂如通常一样上下倾斜，传动摇臂同样上下倾斜并且凸轮轴如通常一样旋转。由此，能够通过行星齿轮组产生的传动比来进一步降低质量。此外，可变阀门操纵机构实现了用于全可变控制，尤其用于商用车发动机和工业发动机领域的非常稳健的解决方案。因为力被传动摇臂的贯通轴接收，所以凸轮轴轴承被减载。根据优选的实施例，传动摇臂可具有行星托架部件和行星传动装置的至少一个行星齿轮。例如，可以设置三个行星齿轮。所述至少一个行星齿轮被行星托架部件引导。此外，行星托架部件在此具有第一端部，第一端部与凸轮轴的凸轮啮合。行星托架部件例如可以通过滚轮与凸轮轴的凸轮啮合。
根据该实施例，传动摇臂还具有行星传动装置的空心轮。空心轮啮合到所述至少一个行星齿轮，并且在外圆周侧具有用于定义升程的轮廓面。所述至少一个行星齿轮布置在空心轮的内部中，并且有利地与空心轮的内齿部咬合。此外，行星传动装置还可以具有太阳轮，太阳轮与能够通过调节装置进行旋转的轴以不能旋转的方式连接。在下文中将该轴被描述成太阳轮轴。
因此，传动摇臂包括两个组件，即行星托架部件和空心轮，空心轮在其外周面上具有轮廓面(滚动轮廓)。通过行星托架部件来获取凸轮轮廓，行星托架部件的倾斜的角度幅值以与设定的阀门升程无关的方式在整个运行中保持恒定。通过行星托架部件的倾斜和行星齿轮的由此获得的旋转，空心轮以相应的传动比进行旋转。传动比的相应的设计可以在较小的凸轮提升的情况下导致较大的阀门升程。因此，能够降低凸轮轴上的旋转质量。
换句话说，传动摇臂可以具有第一杠杆(在这里被描述为行星托架部件，且与凸轮轴的凸轮啮合)以及具有第二杠杆(其具有空心轮，空心轮具有轮廓面，轮廓面与阀门摇臂的滚轮操作地连接)。通过第二杠杆的空心轮和第一杠杆(行星托架部件)的行星齿轮，传动摇臂的第一杠杆和第二杠杆彼此尤其是在运动方面耦合连接，即根据行星传动装置的传动比，由凸轮产生的第一杠杆的倾斜运动导致第二杠杆的围绕传动摇臂的摇臂轴线的倾斜运动。
此外，通过调节装置能够改变第二杠杆相对于第一杠杆的旋转位置，从而改变阀门摇臂的滚轮在轮廓面上的滚动区域。在能够通过调节装置调节的旋转位置中，第一杠杆和第二杠杆在运动方面再次彼此耦合连接，使得它们在被凸轮激励时共同围绕摇臂轴线来回偏转。由此能够提供用于将凸轮运动可变地传动到阀门摇臂的稳健的可调节的传动机构。
太阳轮优选地位于以跨越所有气缸的方式延伸的轴上。该贯通轴能够被旋转地支承。有利地，行星托架和空心轮对于每个气缸来说都是分离的并且能够彼此独立地移动。为了调节阀门升程，通过调节装置改变太阳轮的旋转位置。由此，能够通过调节装置使用于承载太阳轮的轴旋转。
调节装置可以包括电气、电机械、机械或者液压的调节单元，为了设定阀门升程，能够通过调节单元对用于承载太阳轮的轴的旋转位置进行调节。通过使太阳轮旋转并将该运动传递到行星托架，空心轮根据设定的传动比进行旋转。这可以被转换成与阀门升程相比的较慢的传动比。调节装置例如可以包括电机或者被构造成电机。
根据另一优选实施例，轮廓面具有第一滚动区域，当阀门摇臂的滚轮在第一滚动区域上滚动时，第一滚动区域不产生阀门升程。第一滚动区域尤其形成基圆轮廓并且在下面也被描述成基圆区域。基圆区域上的滚动点具有优选恒定的至传动摇臂的摇臂轴线的径向间距。
根据另一优选实施例，轮廓面还具有与第一滚动区域抵接的第二滚动区域，第二滚动区域具有坡道轮廓。坡道轮廓定义了阀门升程，使得阀门升程越大，则阀门摇臂的滚轮从第一滚动区域到第二滚动区域上滚动得就越远。因此，坡道区域应当被理解成这样的区域，该区域在滚轮的滚动方向上具有上升的至传动摇臂的摇臂轴线的径向间距。在滚轮的相反的运动方向上，第二滚动区域上的径向间距减小。滚动区域应当被理解成轮廓面的这样的区域，阀门摇臂的滚轮能够在传动摇臂的倾斜运动期间在该区域上滚动。滚轮实际在倾斜运动期间在特定的滚动区域上滚动的程度取决于轮廓面的由调节装置调节的旋转位置。
在该实施例的有利变形例中，轮廓面具有与第二滚动区域抵接的第三滚动区域。当阀门摇臂的滚轮在第三滚动区域上滚动时，第三滚动区域有利地产生具有预定的恒定阀门升程的阀门位置，例如具有最大阀门升程的阀门位置。第三滚动区域上的滚动点有利地具有恒定的至传动摇臂的摇臂轴线的径向间距。然而，第三滚动区域的径向间距小于第一滚动区域的径向间距。
轮廓面的被摇臂滚轮滚动过的区域在角度幅值方面持续保持恒定。然而，通过轮廓面的借助于调节装置的相对于阀门摇臂的旋转，可以偏移轮廓面的被滚轮实际作用(也就是滚动过)的区域。如果例如轮廓面通过调节装置相对于阀门摇臂旋转，使得阀门摇臂在第一区域上滚动很小的距离并且取而代之地在第二区域上滚动很大的距离，那么阀门升程就被增大。通过滚动区域的尺寸和/或斜度或者斜度走向的有利设计来调节阀门升程和/或由阀门摇臂在轮廓面上的滚动获得的阀门开启和关闭时间。视滚动区域的调节或者变化而定，例如在阀门摇臂的滚轮仅在第一滚动区域上来回滚动时，升降阀例如能够保持完全关闭。此外，能够产生如下的阀门运行，其中，升降阀以最大阀门升程保持短时地开启。这可以例如在轮廓面通过调节装置固定在如下的旋转位置处时实现，在该旋转位置中，阀门摇臂的滚轮的滚动运动也至少部分地包括第三区域。在第三区域上滚动时，升降阀以最大阀门升程短时地保持开启。
根据该实施例的又一有利变形例，轮廓表面具有第四滚动区域和第五滚动区域，第四滚动区域抵接第三滚动区域并形成坡道轮廓，第五滚动区域抵接第四滚动区域。第五滚动区域上的滚动点具有恒定的至传动摇臂的摇臂轴线的径向间距。该滚动区域的径向间距大于第三滚动区域的径向间距和第一滚动区域的径向间距。在具有第五滚动区域的该变形例中，第三区域形成中间位置，在该位置处，升降阀短时地(即，滚轮在第三区域上滚动时)在开启位置以恒定的升程幅值保持开启，该升程幅值小于最大升程幅值。
特别有利地，调节装置被构造成以连续变化的方式改变用于承载太阳轮的轴的旋转位置。可替换地，调节装置被构造成将用于承载太阳轮的轴的旋转位置改变至两个预定位置，从而能够在两个不同的阀门升程之间进行切换。
根据另一实施例，传动摇臂能够被复位弹簧预加载，使得传动摇臂被朝向凸轮轴挤压。由此，实现了凸轮运动的可靠获取。例如，传动摇臂的行星托架部件能够通过复位弹簧被预加载，使得传动摇臂被朝向凸轮轴挤压。
在本发明的框架中，此外，阀门摇臂能够在其阀门侧端部上具有容纳部，在该容纳部中容纳有液压阀门间隙补偿元件或者具有象脚(Elefantenfuβ)的螺栓。
此外，阀门摇臂可以在其底侧(即，面对汽缸头的一侧)处具有用于在轴承座上的轴向固定的几何轮廓。例如，阀门摇臂可以具有用于在摇臂轴承座上的固定的轴承，在轴承座处布置有摇臂轴线，摇臂通过相应的钻孔以能够旋转的方式支承在摇臂轴线上且通过轴向位置锁定件保持，其中，轴向位置锁定件是作为轴承座和摇臂之间的啮合件-配合件连接部的导向连接件，其中，以横向于轴向方向定向的啮合件例如具有环状缘的形式并以能够旋转的方式啮合在具有轴向侧壁支承部的相应配合件中。
根据本发明的另一方面，提供了一种布置结构，该布置结构包括至少两个如前所述的根据本发明的可变阀门操纵机构，其中传动摇臂具有共同的第一摇臂轴线，阀门摇臂具有共同的第二摇臂轴线，并且至少两个可变阀门操纵机构包括具有电机的形式的共同的调节装置。电机与太阳轮轴操作地连接，太阳轮轴与第一摇臂轴线同轴，且在太阳轮轴上相应地布置有每个阀门操纵机构的太阳轮。在此，因此，仅需要一个致动器/伺服电机，以进行所有气缸上的调节。同样，因为旋转的太阳轮安装在在贯通轴上，所以能够同时进行用于所有气缸的升程调节。
本发明的另一个方面涉及一种机动车，尤其是商用车，该机动车具有如在本文件中描述的可变阀门操纵机构。
附图说明
根据需要，本发明的之前描述的优选实施例和特征可以彼此任意组合。接下来将参考附图来描述本发明的另外的细节和优点，在这些附图中：
图1示出根据本发明的实施例的阀门操纵机构的侧视图；
图2示出根据本发明的实施例的传动摇臂的立体分解图；
图3示出根据本发明的实施例的阀门操纵机构的立体图；
图4示出根据本发明的实施例的阀门摇臂和传动摇臂之间的耦合连接的细节图；
图5示出根据本发明的另一实施例的具有轮廓面的空心轮(齿部未示出)的侧视图；
图6示出升降阀的不同的能够设定的升程曲线的图示。
具体实施方式
在附图中，相同的部件由相同的附图标记表示，使得可以由此理解附图中示出的阀门操纵机构的各种示图。
图1示出了根据本发明的实施例的可变阀门操纵机构1的侧视图。图3示出了相应的立体图。阀门操纵机构1用于操纵内燃机的换气阀(未示出)，换气阀能够间接地通过凸轮轴3的凸轮2在关闭位置和开启位置之间周期性地移动。
阀门操纵机构1包括可切换的摇臂布置结构，以用于操纵升降阀。摇臂布置结构包括第一摇臂(阀门摇臂)20和第二摇臂(传动摇臂)10，第一摇臂20被以能够围绕摇臂轴线23偏转的方式支承，并且第二摇臂10被以能够围绕另一摇臂轴线13偏转的方式支承。两个摇臂轴线13、23在空间上分离，但二者平行于凸轮轴3的轴线3a。
阀门摇臂20在阀门侧端部21处(即，利用其阀门侧杠杆臂21)与两个升降阀(未示出)操作地连接。为此，阀门摇臂20的阀门侧杠杆臂21被构造成双阀门杠杆臂，以用于同时操纵两个换气阀。为此，如能从图3看出，阀门侧杠杆臂21被构造成叉形。此外，如还能从图3中看出，两个这种阀门摇臂布置结构彼此前后地布置在凸轮轴的轴向方向上，以用于操纵四个升降阀。两个阀门操纵机构的这种布置结构在整体上由标记100表示。
在杠杆臂21的每个阀门侧端部上布置有容纳部24。容纳部24可用于支承已知的液压阀门间隙补偿部件25。作为液压阀门间隙补偿部件的替代，在相应的处理的情况下，在容纳部24中也可以容纳具有象脚的螺栓，通过该螺栓能够手动地重新调节阀门间隙。
内燃机中的液压阀门间隙补偿部件(HVA)是已知的，并且用于尤其是对换气阀在整个运行持续时间内的纵向尺寸的变化，使得在用于操纵阀门的凸轮的基圆阶段中确保可靠的阀门关闭。在此，另一方面，凸轮提升应当被无损失地传递到阀门，并因此被转换成阀门升程运动。这种类型的布置结构在阀门控制的力流(尤其是内燃机的力流)中的液压阀门间隙补偿部件的操作方式被认为是已知的。
阀门摇臂20保持在摇臂轴承座(未示出)上，其中，摇臂轴线23布置在摇臂轴承座上，阀门摇臂20通过相应的钻孔以能够旋转的方式布置在摇臂轴线上，并且通过轴向位置锁定件保持。在本实施例中，轴向位置锁定件被构造成轴承座和摇臂之间的啮合件-配合件连接部，其中，以横向于轴向方向的方式定向且例如具有环状缘27的形式的啮合件以能够旋转的方式啮合在相应的具有轴向侧壁支承部的配合件(未示出)中。然而，轴向位置锁定件也能够以已知的方式通过在摇臂侧壁上的支承面来实现。例如可以通过对锻件进行校准或者通过机械加工来生产该侧壁。同样，在轴承座侧，可以通过相应地加工的面或者通过螺栓和锁定环实现固定。另外，摇臂和轴线之间的位置锁定是已知的。例如，轴线的由摇臂的钻孔包围的区域具有环形槽，卡环在环形槽中延伸，并同时利用其外部的环形部段在摇臂的环形槽中延伸。
在其相对于摇臂轴线23的相对端部22处，也就是在凸轮轴侧的杠杆臂22处，滚轮26布置在杠杆臂22的远端处。
传动摇臂10在凸轮轴侧端部11处与凸轮轴3的凸轮2啮合。为此，在凸轮轴侧端部11处布置有滚轮(例如压辊)18，滚轮在凸轮轴3的凸轮2上滚动并且因此获取凸轮运动。此外，传动摇臂10在相对于摇臂轴线13的另一个端部12处通过升程定义表面(被描述为轮廓面16)与阀门摇臂20的滚轮26操作地连接，也就是说，阀门摇臂20的滚轮26在传动摇臂10的由凸轮运动产生的倾斜运动期间在轮廓面16上滚动，由此产生阀门摇臂20的相应的倾斜运动。传动摇臂10通过其倾斜运动将凸轮运动传递到阀门摇臂20，阀门摇臂20又通过其相应产生的倾斜运动产生阀门升程。以此方式，传动摇臂10和阀门摇臂20串联地连接。为此，凸轮轴3和阀门摇臂20能够被以已知的方式构造，并且通过布置在它们之间的传动杠杆10彼此耦合连接。
在其上支承有阀门摇臂滚轮26的轮廓面16用作滚动区域，在将传动摇臂10的倾斜运动被传递到阀门摇臂20期间，阀门摇臂的滚轮26在该滚动区域上来回滚动。因此，通过用作滚动面的轮廓面16的构造，可以定义并改变升降阀的升程特性。
如在图1中可见，通过行星传动装置19来传递凸轮运动。在此，传动摇臂10具有行星托架部件14，行星托架部件14在其凸轮轴侧端部11处具有被支承的滚轮18。行星托架部件14在其相对的端部处引导三个行星齿轮17，这些行星齿轮布置在空心轮15中并与内齿部15a咬合，空心轮15被压入在行星托架部件中。此外，行星齿轮17与布置在轴30上的太阳轮(不可见)咬合，因此太阳轮定位在行星齿轮的布置结构的中心点处。
因此，通过行星托架部件14获取凸轮轮廓，行星托架部件14的倾斜运动的角度幅度在整个运行中保持恒定，而不取决于设定的阀门升程。通过行星托架部件14的倾斜和由此导致的行星齿轮17的旋转获得空心轮15的具有相应的传动比的旋转。空心轮15是当前也被描述成传动摇臂的第二杠杆的组件的一部分，该组件形成预设升程的轮廓面16，摇臂12的摇臂滚轮26在轮廓面16上滚动。通过行星托架部件14的倾斜，具有滚动轮廓16的空心轮15以相应的传动比旋转。在此，摇臂滚轮26在滚动轮廓16上滚动并且相应地打开阀门。
太阳轮以不能旋转的方式布置在贯通轴30上，贯通轴30被构造成以跨越所有气缸的方式延伸并且针对每个气缸相应地具有一个太阳轮。贯通轴与作为伺服电机的电机(未示出)连接，电机在相应的驱控的情况下能够针对性地使贯通轴30旋转，以调节阀门升程和/或阀门开启时间和阀门关闭时间。
因此，本发明的优点在于，仅通过一个伺服电机同时控制所有气缸上的阀门升程的可变度，仅以较小的旋转角度幅值来执行旋转运动。
复位弹簧31经由复位弹簧止挡点31a向凸轮跟随杠杆15施加预载荷力，使得整个传动摇臂10被复位弹簧的弹簧力朝向凸轮轴3挤压。
能够在图2的立体分解图中看到传动摇臂10的当前描述的构造。行星托架部件14引导行星齿轮17，行星齿轮17相应地借助销14e在行星托架部件14的容纳部件14a和盖板14c之间被引导，其中，盖板14c借助于三个埋头螺栓14d固定在三个支承部件14b上。
图4示出了阀门摇臂20和传动摇臂10之间在轮廓面16处的耦合连接的详细示图。在该实施例中，轮廓面16具有三个不同的区域16a、16b和16c，这些区域能够用作滚轮26的滚动区域。
第一滚动区域16a形成基圆轮廓，也就是说，当滚轮26在该区域上滚动时，阀门摇臂20不产生阀门升程。第一滚动面16a上的点至摇臂轴线13的间距(即，其径向间距R1)是恒定的。此外，轮廓面16包括直接与第一滚动区域16a抵接的第二滚动区域16b，第二滚动区域16b具有坡道轮廓。在第二滚动区域上，滚动点的径向间距从值R1增加到值R2。因此，当滚轮26从第一区域16a滚动到第二区域16b上时，阀门摇臂20倾斜的越多，那么滚轮26在第二滚动区域上滚动的就越远。因此，产生的阀门升程越大，那么阀门摇臂20的滚轮26从第一滚动区域16a开始在第二滚动区域16b上滚动的就越远。
第二滚动区域16b抵接第三滚动区域16c，第三滚动区域16c具有恒定的径向间距R2，并且当阀门摇臂20的滚轮26在第三滚动区域16c上滚动时，产生具有最大阀门升程的阀门位置。
如前已经描述的那样，阀门操纵机构1包括作为伺服电机的电机，以用于改变太阳轮轴30的旋转位置。通过改变太阳轮轴30的旋转位置，轮廓面16同样能够围绕传动摇臂10的摇臂轴线13旋转，从而产生阀门摇臂20的滚轮26的在轮廓面16上的滚动区域的偏移。由此改变了轮廓面16的由阀门摇臂的滚轮滚动过的或者获取的区域并且由此也改变了获得阀门升程和/或阀门开启或者关闭时间。
因此，通过针对性地改变太阳轮轴30的旋转位置，可以相对于行星托架部件14来改变传动摇臂的具有空心轮15的组件的旋转位置，从而改变阀门摇臂20的滚轮26在轮廓面16上的滚动区域。在每个能不同地设定的旋转位置中，行星托架部件和空心轮15接着再次在关于围绕摇臂轴线13的偏转运动(倾斜运动)的运动的方面耦合连接。
例如，调节装置可以被构造成用于设定空心轮15或者轮廓面16的相对于行星托架部件14的两个不同的旋转位置，由此向阀门摇臂20的滚轮26提供了两个不同的滚动区域。对于这种应用情形，可以用于普通的液压凸轮轴调节器来替代电机。
仅作为示例，在第一设定旋转位置中，滚轮26在传动摇臂10的由凸轮2产生的倾斜运动期间在第一滚动区域上来回滚动，第一滚动区域几乎包括整个第一滚动区域16a和第二滚动区域16b的第一子区域。相反地，在第二设定旋转位置中，滚轮26能够在传动摇臂10或者空心轮15的由凸轮2产生的倾斜运动期间在第二滚动区域上来回滚动，第二滚动区域几乎包括整个第二滚动区域16b和第三滚动区域16c的子区域。
如果将阀门操纵机构1从第一滚动区域切换到第二滚动区域，那么能够由凸轮轴3产生的阀门升程变大。
调节装置被构造成使得其能够将第二杠杆的相对于第一杠杆的旋转位置设定至两个预定位置处，从而能够控制轮廓面16上的两个不同的预定滚动区域并且由此能够控制阀门升程。可替换的是，调节装置也可以被构造成能够设定多于两个的预定旋转位置或者能够在预设极限内以连续变化的方式改变旋转位置。在后一个变形方案中可以以连续变化的方式改变阀门升程。
图5示出了根据本发明的另一实施例的传动摇臂10的具有轮廓面516的空心轮15的侧视图。在该实施例中，轮廓面516具有五个不同的滚动区域16a-16e。第一滚动区域16a形成具有至轴线13的恒定径向间距R1的基圆轮廓。抵接的第二滚动区域16b形成坡道轮廓，并具有上升的径向间距，该径向间距在第二滚动区域的端部处上升到值R2。抵接的第三滚动区域16c形成具有恒定径向半径R2的区域。
第三滚动区域16c在滚动方向上抵接第四滚动区域16d，第四滚动区域16d形成坡道轮廓。在第四滚动区域16d在端部处其径向半径上升到值R3。第四滚动区域抵接第五滚动区域16e，第五滚动区域具有恒定径向半径。第五滚动区域16e上的滚动点具有至传动杠杆的摇臂轴线的恒定径向间距。第五滚动区域16e的径向间距R3大于第三滚动区域16c的径向间距R2并且大于第一滚动区域16a的径向间距R1。在具有五个滚动区域的实施例变形的情况下，第三区域16c形成中间位置，其该位置中，升降阀短时地(即，滚轮26在第三区域16c上滚动期间)在开启位置处以恒定的升程幅值保持开启，其中，该升程幅值小于最大升程幅值。
图6示意性地示出了能够由阀门操纵机构设定的不同升程曲线。横轴表示凸轮轴3的旋转角度α。纵轴表示阀门升程。曲线61至64示出了取决于凸轮轴的旋转角度的四个不同地设定的阀门升程走向。四个曲线61至64中的每一个对应于第二杠杆15的相对于传动摇臂10的第一杠杆的由调节装置设定的特定旋转位置。在此，曲线61所对应的设定旋转位置产生较大的阀门升程和最小的阀门关闭时间，然而，相反地，曲线65产生最小的阀门升程和最长的阀门关闭时间。因此，在变形61中，通过使阀门以恒定的阀门升程短时地保持开启，实现了房顶形的升程曲线。通过对称地缩小或者增大升程曲线同样能够改变阀门的开启和关闭时间点。
尽管通过参考特定实施例对本发明进行了描述，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以实施不同的变化并且可以使用等同物作为替代。另外，在不脱离所属范围的情况下，可以实施多种修改。因此，本发明不应该受到所公开的实施例的限制，而是应该包括所有的落入到所附权利要求的范围中的实施例。特别地，本发明也要求以与被从属的权利要求无关的方式保护从属权利要求的主题和特征。
附图标记列表
1 可变阀门操纵机构 2 凸轮
3 凸轮轴 3a 凸轮轴的轴线
10 传动摇臂 11 第一端部
12 第二端部 13 传动摇臂的摇臂轴线
14 行星托架部件 14a 接收部件
14b 支承部件 14c 盖板
14d 埋头螺钉 14e 销
15 空心轮 15a 内齿部
16、516 轮廓面 16a 至16e 滚动区域
17 行星齿轮 18 滚轮
19 行星传动装置 20 阀门摇臂
21 第一端部或阀门侧杠杆臂
22 第二端部或凸轮轴侧杠杆臂
23 阀门摇臂的摇臂轴线 24 容纳部
25 液压阀门间隙补偿部件 26 滚轮
27 环状缘 30 太阳轮轴
31 复位弹簧 61至65 阀门升程走向曲线
100 布置结构 R1、R2、R3 径向间隙

Claims (10)

1.一种用于升降阀，尤其是用于内燃机的换气阀的可变阀门操纵机构(1)，所述升降阀间接地通过凸轮轴的凸轮能够在关闭位置和开启位置之间周期性地移动，所述可变阀门操纵机构包括：
可切换的摇臂机构，其用于操纵所述升降阀，并具有传动摇臂(10)和阀门摇臂(20)，所述传动摇臂和所述阀门摇臂以能够旋转的方式支承在不同的摇臂轴线(13、23)上，所述摇臂轴线均平行于所述凸轮轴的轴线(3a)，其中，所述阀门摇臂(20)在第一端部(21)处与所述升降阀操作地接触且在第二端部(22)处具有滚轮(26)，其中，所述传动摇臂(10)在第一端部(11)处与所述凸轮轴(3)的所述凸轮(2)啮合且在第二端部(12)处通过轮廓面(16)与所述阀门摇臂(20)的所述滚轮(26)操作地连接，使得所述传动摇臂(10)的倾斜运动产生所述阀门摇臂(20)的倾斜运动，在倾斜运动期间，所述阀门摇臂(20)的所述滚轮(26)在所述轮廓面(16)上滚动，以及
调节装置，其用于切换所述摇臂机构，所述调节装置借助于行星传动装置(19)能够使所述轮廓面(16)围绕所述传动摇臂(10)的所述摇臂轴线(13)旋转，以便产生所述阀门摇臂(20)的所述滚轮(26)在所述轮廓面(16；516)上的滚动区域的偏移。
2.根据权利要求1所述的可变阀门操纵机构(1)，其特征在于，
所述传动摇臂(10)具有：所述行星传动装置的至少一个行星齿轮(17)，所述至少一个行星齿轮被所述传动摇臂(10)的行星托架部件(14)引导，其中，所述行星托架部件(14)具有与所述凸轮轴(3)的所述凸轮(2)啮合的所述第一端部(11)；以及所述行星传动装置的空心轮(15)，所述空心轮在外圆周侧具有所述轮廓面(16)且啮合在所述至少一个行星齿轮(17)中，并且
所述行星传动装置的太阳轮以不能旋转的方式与能够通过所述调节装置进行旋转的轴(30)连接。
3.根据权利要求2所述的可变阀门操纵机构(1)，其特征在于，所述调节装置包括电气、电机械、机械或者液压的调节单元，为了调节阀门升程，能够通过所述调节单元来调节用于承载所述太阳轮的所述轴(30)的旋转位置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可变阀门操纵机构(1)，其特征在于，
所述轮廓面(16)具有第一滚动区域(16a)，所述第一滚动区域尤其形成基圆轮廓，当所述阀门摇臂(20)的所述滚轮(26)在所述基圆轮廓上滚动时，所述基圆轮廓不产生阀门升程，并且
所述轮廓面(16)具有第二滚动区域(16b)，所述第二滚动区域与所述第一滚动区域(16a)抵接并具有坡道轮廓。
5.根据权利要求4所述的可变阀门操纵机构(1)，其特征在于，所述轮廓面(16)具有与所述第二滚动区域(16b)抵接的第三滚动区域(16c)，当所述阀门摇臂(20)的所述滚轮(26)在所述第三滚动区域(16c)上滚动时，所述第三滚动区域产生具有最大阀门升程的阀门位置。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的可变阀门操纵机构(1)，其特征在于，
所述调节装置被构造成以连续变化的方式改变用于承载所述太阳轮的所述轴(30)的旋转位置，或者
所述调节装置被构造成将用于承载所述太阳轮的所述轴(30)的旋转位置改变至两个预定位置，使得能够在两个不同的阀门升程之间进行切换。
7.根据前述权利要求中任一项所述的可变阀门操纵机构(1)，其特征在于，所述传动摇臂(10)通过复位弹簧(31)被预加载，使得所述传动摇臂(10)被朝向所述凸轮轴(3)挤压。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的可变阀门操纵机构(1)，其特征在于，所述轮廓面(516)具有与所述第三滚动区域(16c)抵接的第四滚动区域(16d)和与所述第四滚动区域(16d)抵接的第五滚动区域(16e)，所述第四滚动区域形成坡道轮廓，其中，所述第五滚动区域(16e)具有恒定的至所述传动摇臂(10)的所述摇臂轴线(13)的径向间距(R3)，所述第五滚动区域(16e)的径向间距大于所述第三滚动区域(16c)的径向间距(R2)和所述第一滚动区域(16a)的径向间距(R1)。
9.一种布置结构(100)，其包括至少两个根据前述权利要求中任一项所述的可变阀门操纵机构(1)，其中，所述传动摇臂(10)分别具有共同的第一摇臂轴线(13)，所述阀门摇臂(20)分别具有共同的第二摇臂轴线(23)，并且所述至少两个可变阀门机构具有共同的具有电机形式的调节装置，其中，所述电机操作地连接到与所述第一摇臂轴线(13)同轴的轴(30)。
10.一种尤其是商用车的机动车，其具有根据前述权利要求中任一项所述的布置结构(100)或者可变阀门操纵机构(1)。
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