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Die Erfindung betrifft ein Ventilbetätigungssystem in einer Brennkraftmaschine, in der ein Verbundbetrieb-Umschaltmittel, das zwischen einem Verbundbetrieb eines Paars von einander benachbart angeordneten Kipphebeln und dem Lösen des Verbundbetriebs umschalten kann, zwischen einer Mehrzahl von Kipphebeln vorgesehen ist, die die einander benachbart angeordneten Kipphebel umfassen.
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Solche Ventilbetätigungssysteme sind herkömmlich z. B. aus den japanischen Patentoffenlegungsschriften
JP H11-13 440 A und
JP H02-102 304 A und dgl. bekannt.
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Bei dem Ventilbetätigungssystem, das in der obigen japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP H11-13 440 A offenbart ist, ist ein Sackloch, in das ein Ende einer Rollenwelle eingesetzt und befestigt ist, in einer eines Paars von Tragwänden vorgesehen, die in einem einer Mehrzahl der Kipphebel enthalten sind, wobei dieser eine Kipphebel an einem Ende in der Anordnungsrichtung der Kipphebel angeordnet ist, und eine Durchgangsbohrung, in die das andere Ende der Rollenwelle eingesetzt und befestigt ist, ist in der anderen Tragwand vorgesehen, wobei eine in der Rollenwelle untergebrachte Rückstellfeder am geschlossenen Ende des Sacklochs aufgenommen ist. Beim Bohren des Sacklochs in der einen Tragwand muss jedoch – vor der Finish-Behandlung des Innenumfangs der Bohrung – das geschlossene Ende des Sacklochs konisch vertieft oder freigespart werden, um einen Kontakt der Finisher-Schneide mit dem Boden der Bohrung zu vermeiden, und daher ist das Bohren kompliziert. Ferner muss die Größe des Kipphebels um einen Betrag vergrößert werden, der der Vertiefung oder Freisparung entspricht, und das Gewicht des Kipphebels nimmt um einen Betrag zu, der einer Endwand des dort verbleibenden Sacklochs entspricht.
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Bei dem Ventilbetätigungssystem, das in der obigen japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP H02-102 304 A offenbart ist, ist ein Sackloch, in das ein Begrenzungselement verschiebbar eingesetzt ist, in einem einer Mehrzahl von Kipphebeln vorgesehen, der sich an einem Ende in der Anordnungsrichtung der Kipphebel befindet, und eine Rückstellfeder ist zwischen einem geschlossenen Ende des Sacklochs und dem Begrenzungselement angebracht. Beim Bohren des Sacklochs in dem Kipphebel muss jedoch ebenfalls aus dem oben genannten Grund das geschlossene Ende des Sacklochs vertieft werden, und daher ist das Bohren kompliziert. Ferner muss die Größe die Kipphebels um einen Betrag vergrößert werden, der der Vertiefung entspricht, und das Gewicht des Kipphebels wird um einen Betrag vergrößert, der einer Endwand des dort verbleibenden Sacklochs entspricht.
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Aus der
EP 0 267 696 A1 ist ein Ventilbetätigungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dort sind die Krümmungsradien der den Rollenumfangflächen gegenüberliegenden Flächen der Kipphebel konstant. Die prioritätsältere, jedoch nachveröffentlichte
EP 1 113 149 A2 zeigt eine ähnliche Anordnung.
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Die prioritätsältere, jedoch nachveröffentlichte
EP 1 113 151 A2 zeigt einen Kipphebel mit einer die Rolle aufzunehmenden Vertiefung, die nur eine der Rolle radial gegenüberliegende Fläche hat und die davon abgewandte Seite der Rolle nach außen freiliegt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ventilbetätigungssystem in einer Brennkraftmaschine anzugeben, bei dem die Unterbringung der Rückstellfeder des Verbundbetrieb-Umschaltmittels, die Bearbeitung oder die Behandlung dafür erleichtert ist und die Größe und das Gewicht des Kipphebels verringert werden.
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Zur Lösung der Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung ein gattungsmäßiges Ventilbetätigungssystem mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Das Ventilbetätigungssystem umfasst:
einen ersten Kipphebel mit einem Paar von Tragwänden, die eine zylindrische Rollenwelle an deren entgegengesetzten Enden halten, wobei die Rollenwelle drehbar eine Rolle trägt, die in Rollkontakt mit einem an einer Nockenwelle vorgesehenen Nocken angebracht ist, wobei die Tragwände an entgegengesetzten Seiten der Rolle angeordnet sind,
einen zweiten Kipphebel, der benachbart dem ersten Kipphebel angeordnet ist, und
ein Verbundbetrieb-Umschaltmittel mit einem Umschaltstift, der beweglich ist zwischen einer Verbundbetriebsstellung, in der der erste und der zweite Kipphebel miteinander in Verbund arbeiten, und einer Verbundbetriebs-Lösestellung, in der der Umschaltstift von dem ersten Kipphebel getrennt ist, um den Verbundbetrieb zu lösen, wobei der Umschaltstift in der Lage ist, eine zu der Verbundbetriebsstellung hin wirkende Hydraulikdruckkraft auszuüben, mit einem Begrenzungselement, das in der Rollenwelle in dem ersten Kipphebel zur Anlage an dem Umschaltstift verschiebbar aufgenommen ist, sowie mit einer Schraubenrückstellfeder, die in der Rollenwelle aufgenommen ist, um eine Federkraft zum Spannen des Umschaltstifts zu der Verbundbetriebs-Lösestellung hin auszuüben, wobei das Verbundbetrieb-Umschaltmittel zwischen einer Mehrzahl von den ersten und zweiten Kipphebel enthaltenden Kipphebeln vorgesehen ist,
wobei in den Tragwänden koaxiale Durchgangsbohrungen vorgesehen sind, in denen die entgegengesetzten Enden der Rollenwelle sitzen und befestigt sind, und ein Federaufnahmeelement an der Rollenwelle angebracht ist, um die zwischen dem Federaufnahmeelement und dem Begrenzungselement angeordnete Rückstellfeder aufzunehmen.
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Mit dieser Anordnung sind die Durchgangsbohrungen in dem Paar von Tragwänden vorgesehen. Im Vergleich zu dem herkömmlichen System, bei dem das Sackloch gebohrt werden muss, ist daher keine Vertiefungsbehandlung erforderlich, wodurch der Bohrvorgang der Tragwände erleichtert werden kann, eine Größenminderung der Kipphebel möglich ist und ferner das Gewicht der Kipphebel um einen Betrag reduziert werden kann, der der nicht erforderlichen Endwand entspricht.
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Der erste Kipphebel enthält eine sich vertikal öffnende Rollenaufnahmeöffnung, wobei die Rollenaufnahmeöffnung ein Paar von Oberflächen aufweist, die einer Außenumfangsfläche der in Rolle gegenüberliegen, wobei die Rolle in der Rollenaufnahmeöffnung aufgenommen ist,
wobei die Rollenaufnahmeöffnung so ausgebildet ist, dass ihre Öffnungsfläche am Unterende kleiner ist als an ihrem Oberende,
wobei jede der gegenüberliegenden Oberflächen einen gekrümmten Flächenabschnitt aufweist, der sich zwischen einer Oberseite des ersten Kipphebels und einem vorbestimmten Punkt erstreckt, der von einer Unterseite des ersten Kipphebels mit Abstand nach oben versetzt ist, wobei der gekrümmte Flächenabschnitt zur Rolle konzentrisch und mit einem vorbestimmten Krümmungsradius kreisförmig gekrümmt ist, einen Verlängerungsflächenabschnitt, dessen eines Ende mit einem Unterende des gekrümmten Flächenabschnitts verbunden ist und der sich, mit einem Krümmungsradius, der kleiner ist als jener des gekümmten Flächenabschnitts, der Außenumfangsfläche der Rolle annähert, sowie einen unteren Flächenabschnitt, der das andere Ende des Verlängerungsflächenabschnitts mit der Unterseite des Kipphebels verbindet und einem unteren Abschnitt der Außenumfangsfläche der Rolle gegenüberliegt.
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Mit dieser Anordnung kann durch Vorsehen des Verlängerungsflächenabschnitts und des unteren Flächenabschnitts die Dicke des Kipphebels an dem unteren Abschnitt der Rollenaufnahmebohrung insoweit sichergestellt werden, dass eine Minderung der Steifigkeit verhindert werden kann. Durch Bildung des Verlängerungsflächenabschnitts, der sich vom Unterende des gekrümmten Flächenabschnitts zur Außenumfangsfläche der Rolle erstreckt, kann ferner der untere Abschnitt der Fläche, die der Außenumfangsfläche der Rolle gegenüberliegt, näher an der Rolle angebracht werden, um die Öffnungsfläche des Unterendes der Rollenaufnahmebohrung zu reduzieren, um hierdurch die Fähigkeit zu verbessern, zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der Rollenaufnahmebohrung und der Rolle Öl zurückzuhalten, im Vergleich zu einem Fall, wo die Oberfläche, die der Außenumfangsfläche der Rolle gegenüberliegt, mit einem gleichmäßigen Krümmungsradius zwischen den Ober- und Unterflächen des Antriebskipphebels gebildet ist.
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Nach einem zweiten Aspekt wird bevorzugt vorgeschlagen, dass ein Schnappring lösbar an einer Innenfläche der Rollenwelle angebracht ist, wobei das Federaufnahmeelement ringförmig ist, dünner ist als der Schnappring und von einer axialen Innenseite der Rollenwelle her mit dem Schnappring in Eingriff steht. Mit dieser Anordnung ist es einfach, das Federaufnahmeelement an der Rollenwelle anzubringen, und ferner kann das Federaufnahmeelement dünner ausgebildet werden als der Schnappring, wodurch das Gewicht des Federaufnahmeelements reduziert werden kann, was zu einer Gewichtsminderung des gesamten Kipphebels beiträgt. Ferner kann von der Außenseite her durch das ringförmige Federaufnahmeelement geprüft werden, ob die Rückstellfeder in der Rollenwelle richtig angebracht wurde.
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Nach einem dritten Aspekt wird bevorzugt vorgeschlagen, dass ein Öffnungsrand am Unterende der Rollenaufnahmeöffnung ein Paar paralleler Abschnitte aufweist, die zueinander parallel sind und den gegenüberliegenden Seitenflächen der Rolle entsprechen, sowie ein Paar gekrümmter Abschnitte, die der Außenumfangsfläche des unteren Abschnitts der Rolle gegenüberliegen und die parallelen Abschnitte miteinander verbinden, wobei die gekrümmten Abschnitte von der Außenumfangsfläche des unteren Abschnitts der Rolle, weg gekrümmt sind, wobei entgegengesetzte Enden der gekrümmten Abschnitte gerundet mit den parallelen Abschnitten verbunden sind.
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Mit dieser Anordnung kann verhindert werden, dass eine Spannungskonzentration in einer Verbindung zwischen dem parallelen Abschnitt, dies ist ein der Seitenfläche der Rolle gegenüberliegender Abschnitt, und dem gekrümmten Abschnitt, dies ist ein der Außenumfangsfläche der Rolle gegenüberliegender Abschnitt, in dem Öffnungsrand am Unterende der Rollenaufnahmebohrung entsteht, was dazu beiträgt, die Haltbarkeit des Antriebskipphebels zu verbessern.
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
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1 bis 7 zeigen eine erste Ausführung zum Vergleich, wobei:
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1 ist eine Vertikalschnittansicht eines Teils einer Brennkraftmaschine;
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2 ist eine Draufsicht in Richtung von Pfeil 2 in 1;
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3 ist eine vergrößerte Ansicht entlang 3-3 in 1;
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4 ist eine Schnittansicht entlang Linie 4-4 in 3;
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5 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie 5-5 in 1;
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6 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang Linie 6-6 in 3;
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7 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung einer Presssitzgrenze für eine in einen Kipphebel eingepresste Rollenwelle;
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8 ist eine Schnittansicht ähnlich 4, jedoch nach einer zweiten, erfindungsgemäßen Ausführung der Erfindung; und
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9 ist eine Ansicht in Richtung von Pfeil 9 in 8.
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Eine erste Vergleichsausführung wird nun anhand einer ersten Ausführung unter Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben. Zuerst zu den 1 und 2. Eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine umfasst einen Zylinderblock 11 sowie einen Zylinderkopf 13, der mit einem Oberteil des Zylinderblocks 11 über eine Dichtung 12 verbunden ist. Ein Kolben 15 ist verschiebbar in jedem der Zylinder 14 aufgenommen, die in dem Zylinderblock 11 vorgesehen sind. Eine Brennkammer 16 ist in jedem Zylinder durch den Zylinderblock 11, den Zylinderkopf 13 und jeden der Kolben 15 gebildet.
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In dem Zylinderkopf 13 befinden sich für jeden Zylinder ein Paar von Einlassventilbohrungen 17, die an einer Seite einer Deckfläche der Brennkammer 16 angeordnet sind, eine Einlasslöffnung 18, die gemeinsam mit den Einlassventilbohrungen 17 verbunden ist und sich in eine Seitenfläche des Zylinderkopfs 13 öffnet (gemäß 1 der rechten Seitenfläche), ein Paar von Auslassventilbohrungen 19, die an der anderen Seite der Deckfläche der Brennkammer 16 angeordnet sind, und eine Auslassöffnung 20, die gemeinsam mit den Auslassventilbohrungen 19 verbunden ist und sich in die andere Seitenfläche (gemäß 1 der linken Seitenfläche) des Zylinderkopfs 13 öffnet.
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Schäfte 21 von Einlassventilen VI, VI, die die Einlassventilbohrungen 17 jeweils öffnen und schließen können, sind in in dem Zylinderkopf 13 angebrachten Führungsrohren 22 verschiebbar aufgenommen. Ventilfedern 24 zum Vorspannen der Einlassventile VI, VI nach oben, d. h. in Ventilschließrichtung, sind zwischen dem Zylinderkopf 13 und Haltern 23, 23 angebracht, die an Oberenden der Schäfte 21, die von den Führungsrohren 22 nach oben vorstehen, angebracht sind. Schäfte 25 von Auslassventilen VE, VE, die die Auslassventilbohrungen 19 jeweils öffnen und schließen können, sind in in dem Zylinderkopf 13 angebrachten Führungsrohren 26 verschiebbar aufgenommen, und Ventilfedern 28 zum Spannen der Auslassventile VE, VE nach oben, d. h. in Ventilschließrichtung, sind zwischen dem Zylinderkopf 13 und Haltern 27, 27 angebracht, die an Oberenden der Schäfte 25, die von den Führungsrohren 26 nach oben vorstehen, angebracht sind.
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Die Einlassventile VI, VI werden durch eine einlassseitige Ventilbetätigungsvorrichtung 30 geöffnet und geschlossen, und die Auslassventile VE, VE werden durch eine auslassseitige Ventilbetätigungsvorrichtung 31 geöffnet und geschlossen. Ein Kerzeneinsetzrohr 33 ist zwischen beiden Ventilbetätigungsvorrichtungen 30 und 31 vertikal verlaufend angeordnet, um eine Zündkerze 32 einzusetzen, die in dem Zylinderkopf 13 angebracht ist, sodass sie zu dem mittleren Teil der Brennkammer 16 führt, und es ist an seinem Unterende an dem Zylinderkopf 13 angebracht.
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Die einlassseitige Ventilbetätigungsvorrichtung 30 umfasst einen Antriebskipphebel 34 als ersten Kipphebel entsprechend einem eines Paars von Einlassventilen VI, VI, einen Antriebskipphebeel 35 entsprechend dem anderen des Paars von Einlassventilen VI, VI, einen freien Kipphebel 36 als zweiten Kipphebel, der relativ zu den Antriebskipphebeln 34 und 35, d. h. den Einlassventilen VI, VI, frei laufen kann, eine einlassseitige Kipphebelwelle 37, an der die Kipphebel 34, 35 und 36 schwenkbar gelagert sind, und eine einlassseitige Nockenwelle 38, die um eine zur Kipphebelwelle 37 parallele Achse drehbar ist.
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Die auslassseitige Ventilbetätigungsvorrichtung 31 umfasst ein Paar von Antriebskipphebeln 39 und 40 jeweils entsprechend dem Paar von Auslassventilen VE, VE, einen freien Kipphebel 41, der relativ zu den Antriebskipphebeln 39 und 40, d. h. den Auslassventilen VE, VE frei laufen kann, eine auslassseitige Kipphebelwelle 42, an der die Kipphebel 39, 40 und 41 schwenkbar gelagert sind, sowie eine auslassseitige Nockenwelle 43, die um eine zur Kipphebelwelle 42 parallele Achse drehbar ist.
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Die einlassseitigen und auslassseitigen Kipphebelwellen 37 und 42 sind an Halterwänden 44 fest angebracht, die an dem Zylinderkopf 13 zwischen den benachbarten Zylindern vorgesehen sind. Die einlassseitigen und auslassseitigen Nockenwellen 38 und 43 sind mit einem Untersetzungsverhältnis von 1/2 mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) betriebsmäßig verbunden und sind an den Halterwänden 44 und Nockenwellenhaltern 45, die an Oberenden der Halterwände 44 befestigt sind, drehbar gelagert.
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Die einlassseitigen und auslassseitigen Ventilbetätigungsvorrichtungen 30 und 31 haben die gleiche Grundkonstruktion, und daher wird nur die Konstruktion und der Betrieb der einlassseitigen Ventilbetätigungsvorrichtung im Detail beschrieben, und die Beschreibung der auslassseitigen Ventilbetätigungsvorrichtung 31 wird weggelassen.
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An der einlassseitigen Nockenwelle 38 vorgesehen sind ein Hochdrehzahlnocken 47 sowie Niederdrehzahlnocken 46, 46, die an entgegengesetzten Seiten des Hochdrehzahlnockens 47 entsprechend den jeweiligen Einlassventilen VI, VI angeordnet sind.
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Zu 3. Die Antriebskipphebel 34 und 35 und der freie Kipphebel 36 sind beispielsweise aus Aluminiumlegierung gefertigt, zu dem Zweck, eine Gewichtsminderung zu erzielen, und ihre Oberflächen sind einer Anodisierungsbehandlung unterzogen. Sie sind einander benachbart angeordnet, derart, dass der freie Kipphebel 36 zwischen den Antriebskipphebeln 34 und 35 aufgenommen ist. Ferner sind sie an einer einlassseitigen Kipphebelwelle 37 gemeinsam schwenkbar gelagert.
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Jeder der Antriebskipphebel 34 und 35 und der freie Kipphebel 36 enthält einen zylindrischen Schwenklagerabschnitt 34a, 35a, 36a, der am Basisende derselben schwenkbar an der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 gelagert ist, sowie erste und zweite Tragwände 34b, 34c; 35b, 35c; 36b, 36c, die einander gegenüberliegen und mit Abstand voneinander in Richtung längs einer Achse der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 vorgesehen sind, sodass sie von dem Schwenklagerabschnitt 34a, 35a, 36a abstehen. Außenenden der ersten und zweiten Tragwände 34b, 34c; 35b, 35c der Antriebskipphebel 34 und 35 sind durch jeweilige Verbindungsabschnitte 34d und 35d miteinander verbunden.
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Nun auch zu 4. Einstellschrauben 48, 48 sind ein- und ausschraubbar in die Verbindungsabschnitte 34d und 35d an den Außenenden der Antriebskipphebel 34 und 35 eingesetzt, sodass sie an den Oberenden der Schäfte 21 der Einlassventile VI, VI anliegen.
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Eine bogenförmige Kerbe 49 ist an einem Abschnitt des Schwenklagerabschnitts 36a des freien Kipphebels 36 entsprechend dem Kerzeneinsetzrohr 33 vorgesehen, sodass sie an einer dem Kerzeneinsetzrohr gegenüberliegenden Seite vertieft ist, um das Kerzeneinsetzrohr 33 in der Nähe des freien Kipphebels 36 anordnen zu können.
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Nun auch zu den 5 und 6. Eine Vertiefung 50 ist zwischen den Tragwänden 34b und 34c an der Oberseite des Antriebskipphebels 34 ausgebildet; eine Vertiefung 51 ist zwischen den Tragwänden 35b und 35c an der oberen Fläche des Antriebskipphebels 35 ausgebildet; und eine Vertiefung 52 ist zwischen den Tragwänden 36b und 36c an der Oberseite des freien Kipphebels 36 ausgebildet. Ferner sind Öffnungen 53 und 54 in den Mittelabschnitten der Vertiefungen 50 und 51 in den Antriebskipphebeln 34 und 35 vorgesehen, sodass sie sich vertikal öffnen; und eine Öffnung 55 ist in dem mittleren Abschnitt der Vertiefung 52 in dem freien Kipphebel 36 vorgesehen, sodass sie sich an einer von der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 entgegengesetzten Seite und nach oben öffnet.
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Rollen 56 und 57 sind drehbar an den Antriebskipphebeln 34 und 35 gelagert und sind in den Öffnungen 53 und 54 angeordnet, sodass sie jeweils in Rollkontakt mit den Niederdrehzahlnocken 46, 46 kommen. Eine Rolle 58 ist an dem freien Kipphebel 36 drehbar gelagert und in der Öffnung 55 angeordnet, sodass sie mit dem Hochdrehzahlnocken 47 in Rollkontakt kommt. Somit kann sich in den Vertiefungen 50, 51 und 52 in den Kipphebeln 34, 35 und 36 Öl ansammeln. Jede der Vertiefungen 50, 51 und 52 ist in der Lage, das Öl zu jeder der Rollen 56, 57 und 58 zu leiten, und sie es sind Passagen vorgesehen, um das Öl von den Vertiefungen 50, 51 und 52 glattgängig zu den Rollen 56, 57 und 58 zu überführen, sodass die Rollen 56, 57 und 58 effektiv geschmiert werden können.
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Ferner ist die Breite jedes der Niederdrehzahlnocken 46, 46 in Richtung längs der Achse der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 auf einen Wert gesetzt, der gleich oder kleiner einem Abstand zwischen den ersten und zweiten Tragwänden 34b, 34c und 35b, 35c der Antriebskipphebel 34 und 35. Die Breite des Hochdrehzahlnockens 47 in Richtung längs der Achse der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 ist auf einen Wert gesetzt, der gleich oder kleiner ist als ein Abstand zwischen den ersten und zweiten Tragwänden 36b und 36c des freien Kipphebels 36. Untere Abschnitte der Niederdrehzahlnocken 46, 46 sind in den Vertiefungen 50, 51 aufgenommen, wobei ihre Kontaktabschnitte mit den Rollen 56, 57 unter den Oberenden der ersten und zweiten Tragwände 34b, 34c; 35b, 35c angeordnet sind. Ein unterer Abschnitt des Hochdrehzahlnockens 47 ist in der Vertiefung 52 aufgenommen, wobei sein Kontaktabschnitt mit der Rolle 58 unter den Oberenden der ersten und zweiten Tragwände 36b und 36c angeordnet ist.
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Die axiale Breite jeder der Rollen 56 und 57 in den Antriebskipphebeln 34 und 35 ist kleiner festgelegt als der Durchmesser der Einstellschrauben 48, 48. Dies kann zu einer Größenminderung der Antriebskipphebel 34 und 35 beitragen und stellt sicher, dass die Größe der Öffnungen 50 und 51 zur Aufnahme der Rollen 56 und 57 relativ verkleinert werden kann, was einen Beitrag dazu liefert, die Steifigkeit der Antriebskipphebel 34 und 35 zu verbessern.
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Durchgangsbohrungen 59 und 60, deren jeweilige Achse zur Achse der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 parallel ist, sind koaxial in den ersten und zweiten Tragwänden 34b und 34c des Antriebskipphebels 34 vorgesehen. Eine Durchgangsbohrung 61, deren Achse zur Achse der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 parallel ist, ist in der ersten Tragwand 35b des Antriebskipphebels 35 vorgesehen. Eine Sackbohrung 62, die an einem von dem freien Kipphebel 36 entgegengesetzten Seite geschlossen ist, ist koaxial zu der Durchgangsbohrung 61 in der zweiten Tragwand 35c vorgesehen. Weitere Durchgangsbohrungen 63 und 64, deren jeweilige Achse zur Achse der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 parallel ist, sind koaxial in den ersten und zweiten Tragwänden 36b und 36c des freien Kipphebels 36 vorgesehen.
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Eine zylindrische Rollenwelle 65 ist durch Presssitz in den Durchgangsbohrungen 59 und 60 in dem Antriebskipphebel 34 befestigt und ist aus einem härteren Material als dem des Antriebskipphebels 34 hergestellt, z. B. Material auf Eisenbasis, wenn der Antriebskipphebel 34 aus Aluminiumlegierung hergestellt ist. Eine zylindrische Rollenwelle 66 ist durch Presssitz in der Durchgangsbohrung 61 und der Sackbohrung 62 in dem Antriebskipphebel 35 befestigt und ist aus einem härteren Material als dem des Antriebskipphebels 35 hergestellt, z. B. Material auf Eisenbasis, wenn der Antriebskipphebel 35 aus Aluminiumlegierung hergestellt ist. Eine zylindrische Rollenwelle 67 ist durch Presssitz in den Durchgangsbohrungen 63 und 64 befestigt und ist aus einem härteren Material als dem des freien Kipphebels 36 hergestellt, z. B. Material auf Eisenbasis, wenn der freie Kipphebel 36 aus Aluminiumlegierung hergestellt ist.
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Die Rollenwellen 65, 66 und 67 sind mit dem gleichen Innendurchmesser zylinderförmig ausgebildet, und Nadellager 68, 69 und 70 sind jeweils zwischen die Rollenwellen 65, 66 und 67 und die Rollen 56, 57 und 58 eingesetzt.
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Zu 7. Beim Einpressen der Rollenwelle 67 in die Durchgangsbohrungen 63 und 64 in dem freien Kipphebel 36 wird eine Presssitzgrenze δ1 für die Rollenwelle, die in die Durchgangsbohrung 63 in der ersten Tragwand 36b eingepresst ist, größer festgelegt als der Maximalwert der Presssitzgrenze δ2 für die Rollenwelle 67, die in die Durchgangsbohrung 64 in der zweiten Tragwand 36c der ersten und zweiten Tragwände 36b und 36c eingepresst ist, die benachbart dem Antriebskipphebel 36 angeordnet ist. Ferner ist die Presssitzgrenze δ2 für die Rollenwelle 67, die in die Durchgangsbohrung 64 in der zweiten Tragwand 36c eingepresst ist, an einem Innenende der Durchgangsbohrung 64, d. h. an einer Stelle seitens der Rolle 58, größer festgelegt als am Außenende der Durchgangsbohrung 64, d. h. an einer Stelle seitens des Antriebskipphebels 35. In einem Bereich W der Durchgangsbohrung 64, die an der Seite des Antriebskipphebels 35 liegt, ist die Presssitzgrenze δ2 so gesetzt, dass sie an einer äußeren Stelle in der Durchgangsbohrung 64, d. h. an einer dem Antriebskipphebel 35 näheren Stelle, kleiner ist. Einen solche Variation in der Presssitzgrenze in axialer Richtung der Durchgangsbohrung 64 in der zweiten Tragwand 36b wird erreicht, indem man z. B. dem Außenumfang des Endes der Rollenwelle 67 benachbart dem Antriebskipphebel 35 eine nach außen gewölbte gekrümmte Form gibt. Eine verjüngte Abschrägung ist an einem äußeren Endrand der Durchgangsbohrung 64 vorgesehen, und ein Ringspalt 71 ist zwischen einem Außenende der Durchgangsbohrung 64 und der Rollenwelle 67 gebildet.
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Zumindest eine von axial gegenüberliegenden Endflächen der Rollenwelle 67 benachbart dem Antriebskipphebel 35 steht um einen Betrag L1 von einer Seitenfläche des freien Kipphebels 36 benachbart dem Antriebskipphebel 35 vor.
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Die Rollenwelle 65 ist in die Durchgangsbohrungen 59 und 60 in dem Antriebskipphebel 34 mit einer ähnlichen Struktur eingepresst wie der Struktur, mit der die Rollenwelle 67 in die Durchgangsbohrungen 63 und 64 in den freien Kipphebel 36 eingepresst ist. Zumindest eine von axial gegenüberliegenden Endflächen der Rollenwelle 65 benachbart dem freien Kipphebel 36 steht um einen Betrag L1 von einer Seitenfläche des Antriebskipphebels 34 benachbart dem freien Kipphebel 36 vor.
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Nun insbesondere zu 6. Ein Totgangmechanismus 72 ist an dem Zylinderkopf 13 unter dem freien Kipphebel 36 vorgesehen und ist betreibbar, um eine Federkraft auf den freien Kipphebel 36 in einer Richtung auszuüben, um die Rolle 58 des freien Kipphebels 36 in Rollkontakt mit dem Hochdrehzahlnocken 47 zu bringen. Der Totgangmechanismus 72 umfasst eine Feder 74, die in einer oben offenen und unten geschlossenen Gleitbohrung in dem Zylinderkopf 13 untergebracht ist, wobei deren eines Ende in einem geschlossenen Unterende der Gleitbohrung aufgenommen ist, sowie ein Heber 75, der mit dem anderen Ende der Feder 74 verbunden ist.
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Andererseits besitzt der freie Kipphebel 36 einen Aufnahmeabschnitt 76, der in Kontakt mit einem Oberende des Hebers 75 vorgesehen ist, um die Federkraft von dem Totgangmechanismus 72 aufzunehmen. Der Aufnahmeabschnitt 76 ist an einer Verbindungswand 77 vorgesehen, die untere Abschnitte der Außenenden der ersten und zweiten Tragwände 36b und 36c des freien Kipphebels 36 verbindet, sodass er im Wesentlichen dem axialen Mittelabschnitt der an dem freien Kipphebel 36 gelagerten Rolle 58 entspricht. In der vorliegenden Ausführung ist der freie Kipphebel 36 aus relativ weicher Aluminiumlegierung hergestellt, und daher ist der Aufnahmeabschnitt 76 gebildet, indem ein aus hartem Material, wie etwa Material auf Eisenbasis, hergestelltes Element an der Verbindungswand 77 befestigt ist, sodass es möglich ist, den Verschleiß des Aufnahmeabschnitts 76 zu reduzieren, während die Stabilität des letzteren erhalten bleibt. Wenn, alternativ, der freie Kipphebel 36 aus hartem Material hergestellt ist, dann kann der Aufnahmeabschnitt 76 integral an der Verbindungswand 77 ausgebildet sein. In dem Aufnahmeabschnitt 76 zwischen dessen Innen- und Außenflächen ist eine Ölpassage 78 vorgesehen.
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Ferner erstreckt sich die Verbindungswand 77 unter die Rolle 58, und ein Abstand L2 zwischen dem Außenende der Verbindungswand 77 und der Rolle 58 ist kleiner festgelegt als ein Abstand zwischen einem Mittelabschnitt der Verbindungswand 77 und der Rolle 58. Die sich unter die Rolle 58 erstreckende Verbindungswand 77 ist nämlich so ausgebildet, dass der Abstand zwischen der Verbindungswand 77 und der Rolle 58 zum untersten Abschnitt der Verbindungsrolle 58 hin abnimmt.
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Das Verbundbetrieb-Umschaltmittel 80 ist zwischen den Kipphebeln 34, 35 und 36 vorgesehen, zum Umschalten zwischen einem Zustand, in dem die Kipphebel 34, 35 und 36 miteinander im Verbund betrieben werden, und einem Zustand, in dem der Verbundbetrieb der Kipphebel 34, 35 und 36 gelöst ist.
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Das Verbundbetrieb-Umschaltmittel 80 umfasst einen ersten Umschaltstift 81, der den Verbundbetrieb des Antriebskipphebels 35 und des ihm benachbarten freien Kipphebels 36 einschalten und diesen Verbundbetrieb lösen kann, einen zweiten zylindrischen Umschaltstift 82, der den Verbundbetrieb des freien Kipphebels 36 und des ihm benachbarten Antriebskipphebels 34 einschalten und diesen Verbundbetrieb lösen kann, ein Begrenzungselement 83, das sich gegen den zweiten Umschaltstift 82 an der von dem ersten Umschaltstift 81 entgegengesetzten Seite abstützt, sowie eine Schraubenrückstellfeder 84 zum Spannen des Begrenzungselements 83 zum zweiten Umschaltstift 82 hin. Die Umschaltstifte 81, 82 und das Begrenzungselement 83 sind aus dem gleichen harten Material hergestellt wie das der Rollenwellen 65, 66 und 67.
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Der erste Umschaltstift 81 ist verschiebbar in die Rollenwelle 66 des Antriebskipphebels 35 eingesetzt, und eine Hydraulikdruckkammer 85 ist zwischen dem geschlossenen Ende der Sackbohrung 62, in die die Rollenwelle 66 eingepresst ist, und dem ersten Umschaltstift 81 definiert. Eine Ölpassage 66 ist z. B. koaxial in der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 vorgesehen und ist mit einer Hydraulikdruckquelle durch ein Steuerventil (nicht gezeigt) verbunden. Eine Ringpassage 88 ist zwischen dem Antriebskipphebel 35 und dem einlassseitigen Kipphebel 37 vorgesehen, sodass sie zu einer Verbindungspassage 87 führt, die in der zweiten Tragwand 35c des Antriebskipphebels 35 vorgesehen ist, wobei deren eines Ende zu der Hydraulikdruckkammer 85 führt. Eine Verbindungsbohrung 89 ist in der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 vorgesehen, um eine Verbindung zwischen der Ringpassage 88 und der Ölpassage 86 zu erlauben.
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Der zweite Umschaltstift 82 ist verschiebbar in der Rollenwelle 67 des freien Kipphebels 36 aufgenommen, und die ersten und zweiten Umschaltstifte 81 und 82 sind miteinander in Kontakt, sodass sie aneinander gleiten können.
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Das Begrenzungselement 83 hat die Form eines unten geschlossenen Zylinders und ist verschiebbar in der Rollenwelle 65 des Antriebskipphebels 34 aufgenommen, sodass das geschlossene Ende des Begrenzungselements 83 in gleitbeweglichem Kontakt mit dem zweiten Umschaltstift 82 steht. Ein Schnappring 90 ist an einer Innenfläche des Innenendes der Rollenwelle 65 angebracht, zur Anlage an dem Begrenzungselement 83, um ein Herausfallen des Begrenzungselements 83 aus der Rollenwelle 65 zu verhindern.
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Ein Schnappring 92 ist abnehmbar an einer Innenfläche des Außenendes der Rollenwelle 65 angebracht, und ein ringförmiges Federaufnahmeelement 91 ist in die Rollenwelle 65 eingesetzt, um von der axialen Innenseite her an dem Schnappring 92 anzugreifen, sodass es von dem Begrenzungselement 83 nicht verschlossen werden kann. Ferner ist das Federaufnahmeelement 91 ringförmig aus einer dünnen flachen Platte hergestellt, deren Innendurchmesser kleiner ist als der (Innen-)Durchmesser der Rückstellfeder 84 und die dünner als der Schnappring 92 ist. Die Rückstellfeder 84 ist zwischen dem Begrenzungselement 83 und dem Federaufnahmeelement 91 angebracht und in der Rollenwelle 65 aufgenommen.
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Bei diesem Verbundbetrieb-Umschaltmittel 80 ist im Niederdrehzahlbereich der Maschine der Hydraulikdruck in der Hydraulikdruckkammer 35 relativ niedrig, und die Kontaktflächen der ersten und zweiten Umschaltstifte 81 und 82 befinden sich in einer Position, die einer Position zwischen dem Antriebskipphebel 35 und dem freien Kipphebel 36 entspricht, während sich die Kontaktflächen des zweiten Umschaltstifts 82 und des Begrenzungselements 83 an einer Position befinden, die einer Position zwischen dem freien Kipphebel 36 und dem Antriebskipphebel 34 entspricht. Daher sind die Kipphebel 34, 35 und 36 relativ zueinander verschwenkbar, wodurch die Einlassventile VI, VI mit einer Zeitgebung und einem Hubbetrag in Abhängigkeit von den Niederdrehzahlnocken 46, 46 geöffnet und geschlossen werden.
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Im Hochdrehzahlbetriebsbereich der Maschine wirkt ein relativ hoher Hydraulikdruck auf die Hydraulikdruckkammer 85, wodurch der erste Umschaltstift 81 in die Rollenwelle 87 des freien Kipphebels 36 verschoben wird, während der zweite Umschaltstift 82 unter Druck gesetzt wird, und der zweite Umschaltstift 82 in die Rollenwelle 65 des Antriebskipphebels 64 verschoben wird, während das Begrenzungselement 83 unter Druck gesetzt wird. Daher werden die Kipphebel 34, 35 und 36 in integral verbundene Zustände gebracht, wodurch die Einlassventile VI, VI mit einer Zeitgebung und einem Hubbetrag in Abhängigkeit von dem Hochdrehzahlnocken 47 geöffnet und geschlossen werden.
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Nachfolgend wird der Betrieb der vorliegenden Ausführung beschrieben. Die Kipphebel 34, 35 und 36 in der einlassseitigen Ventilbetätigungsvorrichtung 37 besitzen Schwenklagerabschnitte 34a, 35a und 36a, die an der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 schwenkbar gehalten sind, sowie erste und zweite Tragwände 34b, 34c; 35b, 35c; 36b, 36c, die jeweils von den Schwenklagerabschnitten 34a, 35a und 36a abstehen, sowie die Vertiefungen 50, 51 und 52, die zwischen den Tragwänden 34b, 34c; 35b, 35c; 36b, 36c an den Oberseiten der Kipphebel 34, 35 und 36 definiert sind. Ferner sind die Rollen 56, 57 und 58 in den Mittelabschnitten der Vertiefungen 50, 51 und 52 angeordnet, sodass sie mit den Niederdrehzahlnocken 46, 46 bzw. dem Hochdrehzahlnocken 47 an der einlassseitigen Kipphebelwelle 38 in Rollkontakt kommen. Die Nocken 46, 46 und 47 sind teilweise in den Vertiefungen 50, 51 und 52 aufgenommen, sodass sie mit den Rollen 56, 57 und 58 unter den Oberenden der Tragwände 34b, 34c; 35b, 35c; 36b, 36c in Kontakt kommen.
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Daher kann die einlassseitige Kipphebelwelle 38 in der Nähe der Kipphebel 34, 35 und 36 angeordnet werden, und die konstruktive Freiheit der Kipphebel 34, 35 und 36 und der einlassseitigen Kipphebelwelle 38 kann erhöht werden, um die Größe der gesamten Maschine reduzieren zu können. Zusätzlich wirken die Tragwände 34b, 34c; 35b, 35c; 36b, 36c an den gegenüberliegenden Seiten der Vertiefungen 50, 51 und 52 als Verstärkungsrippen, wodurch sie die Tragsteifigkeit der Schwenklagerabschnitte 34a, 35a und 36a an der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 verbessern. Ferner können die Rollen 56, 57 und 58 geschmiert werden, indem das sich in den Vertiefungen 50, 51 und 52 angesammelte Öl zu den Rollen 56, 57 und 58 geführt wird.
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Anzumerken ist hier, dass die Federkraft auf den freien Kipphebel 36 der Kipphebel 34, 35 und 36 ausgeübt wird, der relativ zu den Einlassventilen VI, VI frei laufen kann, um den freien Kipphebel 36 über den Totgangmechanismus 72 zu dem Hochdrehzahlnocken 47 zu drücken, der dem freien Kipphebel 36 entspricht. Die Tragwände 36b und 36c des freien Kipphebels 36 sind durch die Verbindungswand 77 miteinander verbunden. Der Aufnahmeabschnitt 76 ist, in Kontakt mit dem Heber 75 des Totgangmechanismus 72, an der Verbindungswand 77 im Wesentlichen entsprechend dem axialen Mittelabschnitt der an dem freien Kipphebel 36 gelagerten Rolle 58 vorgesehen.
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Daher kann ein Lastpunkt, der von dem Hochdrehzahlnocken 47 auf den freien Kipphebel 36 wirkt, und ein Punkt der Spannkraft, die von dem Totgangmechanismus 72 auf den freien Kipphebel 36 ausgeübt wird, in der axialen Richtung der Rolle 58 nicht stark versetzt werden, was eine stabile Schwenklagerung des freien Kipphebels 36 ermöglicht. Zusätzlich sind die ersten und zweiten Tragwände 36b und 36c durch die Verbindungswand 77 miteinander verbunden, und daher kann die Tragsteifigkeit der Rolle 58, die drehbar zwischen den Tragwänden 36b und 36c gelagert ist, verbessert werden.
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Ferner ist die Verbindungswand 77 unter der Rolle 58 angeordnet und derart gestaltet, dass der Abstand zwischen der Verbindungswand 77 und der Rolle 58 zum untersten Abschnitt der Rolle 58 hin abnimmt. Daher kann das Öl zwischen der Rolle 58 und der Verbindungswand 77 zurückgehalten werden, um hierdurch die Rolle 58 durch das Öl zu schmieren. Zusätzlich ist die Ölpassage 78 in dem Aufnahmeabschnitt 76 vorgesehen, sodass sie sich zwischen den Innen- und Außenflächen des Aufnahmeabschnitts 76 erstreckt, sodass das zwischen der Rolle 58 und der Verbindungswand 77 zurückgehaltene Öl zu Kontaktabschnitten des Hebers 75 des Totgangmechanismus 72 und dem Aufnahmeabschnitt 76 geführt werden kann, was zu einer Verschleißminderung an den Kontaktabschnitten beiträgt.
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Die Rollen 56, 57 und 58 in Rollkontakt mit den Niederdrehzahlnocken 46, 46 und dem Hochdrehzahlnocken 47 an der einlassseitigen Nockenwelle 38 sind an den an den Kipphebeln 34, 35 und 36 befestigten zylindrischen Rollenwellen 65, 66 und 67 über dazwischen angeordnete Nadellager 68, 69 und 70 drehbar gelagert. Wenn das Verbundbetrieb-Umschaltmittel 80 von dem Verbundbetrieb-Lösezustand zu dem Verbundbetriebszustand umgeschaltet wird, werden die ersten und zweiten Umschaltstifte 81 und 82 des Verbundbetrieb-Umschaltmittels 80 in die Rollenwelle 67 des freien Kipphebels 36 bzw. in die Rollenwelle 65 des Antriebskipphebels 34 verschoben. Hierbei wird der Antriebskipphebel 35 mit dem freien Kipphebel 36 durch den ersten Umschaltstift 81 verbunden, der quer zwischen dem Antriebskipphebel 35 und dem freien Kipphebel 36 positioniert ist, und wird der freie Kipphebel 36 mit dem Antriebskipphebel 34 durch den zweiten Umschaltstift 82 verbunden, der quer zwischen dem freien Kipphebel 36 und dem Antriebskipphebel 34 positioniert ist.
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Die Rollenwellen 67 und 65 sind aus einem härteren Material als dem des freien Kipphebels 36 und des Antriebskipphebels 34 hergestellt. Zumindest eine der axial entgegengesetzten Endflächen der jeweiligen Rollenwellen 67 und 65, die jeweils den ersten und zweiten Umschaltstift 81 und 82 aufnehmen, steht von jedem der Kipphebel 36 und 34 vor. Insbesondere steht in dem freien Kipphebel 36 die dem Antriebskipphebel 35 benachbarte Endfläche der Rollenwelle 67 von der Seitenfläche des freien Kipphebels 36 zu dem Antriebskipphebel 35 vor, und in dem Antriebskipphebel 34 steht die dem freien Kipphebel 36 benachbarte Endfläche der Rollenwelle 65 zu der Seitenfläche des Antriebskipphebels 34 vor.
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Auch wenn daher die Hydraulikdruckkraft in der Hydraulikdruckkammer 85 während der relativen Schwenkbewegungen der benachbarten Kipphebel 36 und 35; 34 und 36 schwankt, wenn das Verbundbetrieb-Umschaltmittel 80 in den Verbundbetrieb-Lösezustand gebracht ist, können die Endflächen der ersten und zweiten Umschaltstifte 81 und 82 nicht in Gleitkontakt mit den Seitenflächen des freien Kipphebels 36 und des Antriebskipphebels 34 kommen, sondern bleiben in Gleitkontakt mit den Endflächen der Rollenwellen 67 und 65. Ferner sind die Rollenwellen 67 und 65 aus dem härteren Material als dem des freien Kipphebels 36 und des Antriebskipphebels 34 hergestellt, und daher ist es möglich, das Entstehen von Abriebpulver durch den Gleitkontakt der Umschaltstifte 81 und 82 mit den Rollenwellen 67 und 65 weitestgehend zu verhindern, sodass kein Abriebpulver in die Rollenwellen 67 und 65 eintreten kann, um hierdurch einen glatten Umschaltbetrieb der Umschaltstifte 81 und 82 zu gewährleisten, d. h. einen glatten Umschaltbetrieb des Verbundbetrieb-Umschaltmittels 80.
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Ferner wurden die Außenflächen des freien Kipphebels 36 und des Antriebskipphebels 34, die aus der Aluminiumlegierung gefertigt sind, der Anodisierungsbehandlung unterzogen, und der Gleitkontakt dieser Kipphebel 36 und 34 mit den Umschaltstiften 81 und 82 braucht nicht berücksichtigt werden. Daher ist es möglich, eine Korrosion des freien Kipphebels 36 und des Antriebskipphebels 34 zu verhindern, während ein durch die Anodisierungsbehandlung erzeugter Film erhalten bleibt. Der Antriebskipphebel 35 hat ursprünglich keine Möglichkeit, in Kontakt mit den Umschaltstiften 81 und 82 gebracht zu werden, und auch wenn der Antriebskipphebel 35 der Anodisierungsbehandlung unterzogen wird, kann die Korrosionsverhinderung nicht beeinträchtigt werden.
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Ferner wird jede der Rollenwellen 65, 66 und 67 in zumindest eine, z. B. beide in dieser Ausführung, der ersten und zweiten Tragwände 34b, 34c; 35b, 35c; 36b, 36c jedes der Kipphebel 34, 35 und 36 fest eingepresst. Daher sind keine anderen Teile als die Rollenwellen 65, 66, und 67 zu dem Zweck erforderlich, die Rollenwellen 65, 66 und 67 zu befestigen, um hierdurch eine Zunahme der Teilezahl und eine Zunahme der Bearbeitungsschritte zu vermeiden, und gleichzeitig können die Rollenwellen 65, 66 und 67 an den Kipphebeln 34, 35 und 36 leicht befestigt werden.
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Ein der zweiten Tragwand 36c des freien Kipphebels 36 benachbarter Abschnitt der Rollenwelle 67 und ein der zweiten Tragwand 34c des Antriebskipphebels 34 benachbarter Abschnitt der Rollenwelle 65 sind Abschnitte, die die ersten und zweiten Umschaltstifte 81 und 82 des Verbundumschaltmittels 80 von den Seiten des Antriebskipphebels 35 und des freien Kipphebels 36 her aufnehmen. Die Presssitzgrenzen für die Rollenwellen 67 und 65, die in die zweiten Tragwände 36c und 34c an den Seiten des Antriebskipphebels 35 und des freien Kipphebels 36 eingepresst sind, sind kleiner festgelegt als jene für die Rollenwellen 67 und 65, die in die zweiten Tragwände 36c und 34c an den Seiten der Rollen 58 und 56 eingepresst sind.
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Daher ist es möglich, die Verformung der Enden der Rollenwellen 67 und 65, die die ersten und zweiten Umschaltstifte 81 und 82 aufnehmen, durch den Presssitz auf einen geringen Wert zu drücken und die ersten und zweiten Umschaltstifte 81 und 82 in die Rollenwellen 67 und 65 glattgängig einzupressen, um hierdurch das Umschalten zwischen dem Verbundbetrieb der benachbarten Kipphebel 35 und 36; 36 und 34 und das Lösen des Verbundbetriebs durch die Umschaltstifte 81 und 82 zu glätten.
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Ferner sind die Presssitzgrenzen für Abschnitte der Rollenwellen 67 und 65, die in die zweiten Tragwände 36c und 34c in denjenigen Abschnitt einer Presssitzfläche gepresst sind, der sich an den Seiten des Antriebskipphebels 35 und des freien Kipphebels 36 befindet, so festgelegt, dass sie mit Annäherung an den zweiten Kipphebel 35 und den freien Kipphebel 36 allmählich abnehmen. Daher sinkt die Presssitzbedingte Verformung der Enden der Rollenwellen 67 und 65 zu dem Antriebskipphebel 35 und dem freien Kipphebel 36 hin. Daher ist es möglich, die Umschaltstifte 81 und 82 in die Rollenwellen 67 und 65 noch glattgängiger einzupressen, um das Umschalten zwischen dem Verbundbetrieb und dem Lösen des Verbundbetriebs weiter zu glätten.
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In der vorliegenden Ausführung stehen die dem Antriebskipphebel 35 benachbarte Endfläche der Rollenwelle 67 und die dem freien Kipphebel 36 benachbarte Endfläche der Rollenwelle 65 von dem freien Kipphebel 36 und dem Antriebskipphebel 34 vor, und die Ringspalte 71 sind zwischen den Außenenden der zweiten Tragwände 36c und 34c und der Rollenwellen 67 und 65 gebildet. Daher ist es möglich, das Einwirken von Spannung auf die dem Antriebskipphebel 35 und dem freien Kipphebel 36 benachbarten Enden der Rollenwellen 67 und 65 zu vermeiden und die Verformung weiter zu senken, um das Umschalten zwischen dem Verbundbetrieb und dem Lösen des Verbundbetriebs durch die Umschaltstifte 81 und 82 weiter zu glätten.
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Ferner sind die Rollenwellen 67 und 65 in den ersten und zweiten Tragwänden 36b, 36c; 34b, 34c im Presssitz befestigt, wobei die Presssitzgrenze in den ersten Tragwänden 36b und 34b größer ist als die Presssitzgrenze der zweiten Tragwände 36c und 34c. Auch dies ermöglicht es, die durch Presssitz bedingte Verformung der die Umschaltstifte 81 und 82 aufnehmenden Enden der Rollenwellen 67 und 65 auf einen kleinen Wert zu drücken, um das Umschalten zwischen dem Verbundbetrieb und dem Lösen des Verbundbetriebs zu glätten und um den Presssitzvorgang für die Rollenwellen 67 und 65 durch das Einpressen der Rollenwellen 67 und 65 von der Außenseite der zweiten Tragwände 36c und 34c her zu erleichtern.
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In dem Antriebskipphebel 34, der an einem Ende in der Anordnungsrichtung der Kipphebel 34, 35 und 36 angeordnet ist, sind die Durchgangsbohrungen 59 und 60 koaxial in den ersten und zweiten Tragwänden 34b und 34c des zweiten Kipphebels 34 vorgesehen, sodass die entgegengesetzten Enden der Rollenwelle 65 in diese Durchgangsbohrungen eingepresst sind. Das ringförmige Federaufnahmeelement 91, das die Rückstellfeder 84 des Verbundbetrieb-Umschaltmittels 80 aufnimmt, ist an der Rollenwelle 65 angebracht.
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Im Vergleich zu einem System, in dem das Sackloch in die erste Tragwand 34b gebohrt werden muss, ist es daher unnötig, das geschlossene Ende des Sacklochs zu vertiefen oder freizusparen, und es ist möglich, das Bohren der ersten Tragwand 34b zu erleichtern, während eine Größenminderung des Antriebskipphebels 34 ermöglicht wird, und das Gewicht des Antriebskipphebels 34 um einen Betrag entsprechend einer nicht benötigten Endwand zu reduzieren. Falls ferner die einlassseitige Kipphebelwelle 37 und die Rollenwelle 65, wie in der vorliegenden Ausführung, zueinander parallel sind, kann ein Abstand zwischen den Achsen der einlassseitigen Kipphebelwelle 37 und der Rollenwelle 65 in den ersten und zweiten Tragwänden 34b und 34c präzise bestimmt werden.
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Ferner ist das Federaufnahmeelement 91 in die Rollenwelle 65 eingesetzt, um mit dem Schnappring 92 in Eingriff zu treten, der lösbar an der Innenfläche der Rollenwelle 65 von der axialen Innenseite der Rollenwelle 65 her angebracht ist. Daher kann das Federaufnahmeelement 91 leicht an der Rollenwelle 65 angebracht werden, was zu einer Größenminderung des Antriebskipphebels 34 beiträgt, ohne dass es von dem Antriebskipphebel 34 nach außen vorsteht. Da ferner das Federaufnahmeelement 91 als Ring ausgebildet ist, der von dem Begrenzungselement 83 nicht verschlossen werden kann, kann die Innenseite der Rollenwelle 65 von außen her visuell betrachtet werden und kann von außen her geprüft werden, ob die Rückstellfeder 84 in der Rollenwelle 65 richtig angeordnet ist.
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Da ferner das Federaufnahmeelement 91 als Ring aus der dünnen flachen Platte hergestellt ist, deren Außendurchmesser hier im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Rollenwelle 65 entspricht und deren Innendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Rückstellfeder 84 und die dünner ist als der Schnappring 92, kann das Gewicht des Federaufnahmeelements 91 reduziert werden, was zu einer Gewichtsminderung des gesamten Antriebskipphebels 34 beiträgt.
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Ferner kann der Verformungsbetrag der Innenfläche der Rollenwelle 65 an der Montagestelle des Schnapprings 92 an der Innenfläche der Rollenwelle 65 reduziert werden, indem die Rollenwelle 65 im Presssitz in die Durchgangsbohrung 59 der ersten Tragwand 34b eingesetzt wird, im Vergleich zu dem Fall, dass die Rollenwelle 65 an der ersten Tragwand 34b durch Verstemmung befestigt wird, was zu einer Verbesserung der Montierbarkeit des Schnapprings 92 an der Rollenwelle 65 führt.
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In einer alternativen Ausführung kann auch ein Bolzen oder ein Blindstopfen anstelle des ringförmigen Federaufnahmeelements 91 verwendet werden.
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8 und 9 zeigen eine zweite, erfindungsgemäße Ausführung, wobei der ersten Ausführung entsprechende Teile oder Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Eine Rollenaufnahmeöffnung oder -bohrung 53 in dem Antriebskipphebel 34 weist ein Oberflächenpaar 97 und 98 auf, das der Außenumfangsfläche der Rolle 56 gegenüberliegt, und sie ist so ausgebildet, dass die Öffnungsfläche an ihrem Unterende kleiner ist als an ihrem Oberende. Jede der gegenüberliegenden Flächen 97 und 98 umfasst einen gekrümmten Oberflächenabschnitt 97a, 98a, der auf einem zu der Rolle 56 konzentrischen Kreis gekrümmt ist, sowie einen Verlängerungsflächenabschnitt 97b, 98b, dessen eines Ende mit einem Unterende des gekrümmten Flächenabschnitts 97a, 98a verbunden ist, sowie einen unteren Flächenabschnitt 97c, 98c, der mit dem anderen Ende des Verlängerungsflächenabschnitts 97b, 98b verbunden ist.
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Die gekrümmten Flächenabschnitte 97a und 98a sind so ausgebildet, dass sie sich zwischen der Oberseite des Antriebskipphebels 34 und vorbestimmten Punkten P1 und P2 erstrecken, die von den Unterseiten der Antriebskipphebel 34 und 35 mit Abstand nach oben versetzt sind, und sie sind zur Rolle 56 konzentrisch kreisförmig gekrümmt. Jeder der Verlängerungsflächenabschnitte 97b und 98b nähert sich zu der Außenumfangsfläche der Rolle 56 an und ist an seinem einen Ende mit dem Unterende des entsprechenden gekrümmten Flächenabschnitts 97a, 98a verbunden. Jeder der Verlängerungsflächenabschnitte 97b und 98b ist gekrümmt ausgebildet, beispielsweise mit einem kleineren Krümmungsradius als dem des gekrümmten Flächenabschnitts 97a, 98a, und er ist abgerundet mit dem Unterende des gekrümmten Flächenabschnitts 97a, 98a verbunden. Ferner sind die unteren Flächenabschnitte 97c und 98c so ausgebildet, dass sie die anderen Enden der Verlängerungsflächenabschnitte 97b und 98b mit der Unterseite des Antriebskipphebels 34 verbinden, und dass sie dem unteren Abschnitt der Außenumfangsfläche der Rolle 56 gegenüberliegen.
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Ein Öffnungsrand 99 am Unterende der Rollenaufnahmebohrung 53 umfasst ein Paar paralleler Abschnitte 99a, 99a, die zueinander parallel sind und den gegenüberliegenden Seitenflächen der Rolle 56 entsprechen, sowie ein Paar gekrümmter Abschnitte 99b, 99b, die der Außenumfangsfläche des unteren Abschnitts der Rolle 56 gegenüberliegen und die parallelen Abschnitte 99a, 99a miteinander verbinden. Die gekrümmten Abschnitte 99b, 99b sind so ausgebildet, dass sie an einer Seite, die der Außenumfangsfläche des unteren Abschnitts der Rolle 56 gegenüberliegt, gewölbt und gekrümmt sind. Ferner ist jeder der gekrümmten Abschnitte 99b, 9bb als ein Abschnitt ausgebildet, der das Unterende der jeweiligen unteren Flächenabschnitte 97c und 98c mit der Unterseite des Antriebskipphebels 34 verbindet. Die unteren Flächenabschnitte 97c und 98c besitzen ebenfalls eine gekrümmte Form, wie auch die gekrümmten Abschnitte 99b, 99b, und die gekrümmten Abschnitte 99b, 99b sind abgerundet an ihren entgegengesetzten Enden mit den parallelen Abschnitten 99a, 99a verbunden.
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Die Rollenaufnahmeöffnung 54 (siehe erste Ausführung) in dem Antriebskipphebel 35 ist ebenfalls so ausgebildet wie die Rollenaufnahmeöffnung 53 in dem Antriebskipphebel 34.
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Bei der zweiten Ausführung umfasst in jeder der in den Antriebskipphebeln 34 und 35 vorgesehenen Rollenaufnahmeöffnungen 53 und 54 jede der Flächen 97 und 98, die den Außenumfangsflächen der Rollen 56 und 58 gegenüberliegen, den gekrümmten Flächenabschnitt 97a, 98a, der sich zwischen der Oberseite des Antriebskipphebels 34, 35 und jedem der vorbestimmten Punkte P1 und P2 erstreckt, die von den Unterseiten der Antriebskipphebel 34 und 35 mit Abstand nach oben versetzt sind, und zu der Rolle 56, 57 konzentrisch kreisförmig gekrümmt ist, den Verlängerungsflächenabschnitt 97b, 98b, der an seinem Ende mit dem Unterende des gekrümmten Flächenabschnitts 97a, 98a verbunden ist und sich zu der Außenumfangsfläche der Rolle 56, 57 erstreckt, sowie den unteren Flächenabschnitt 97c, 98c, der das andere Ende des Verlängerungsflächenabschnitts 97b, 98b mit der Unterseite des Antriebskipphebels 34, 35 verbindet und der dem unteren Abschnitt der Außenumfangsfläche der Rolle 56, 57 gegenüberliegt.
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Durch das Vorsehen der Verlängerungsflächenabschnitte 97b und 98b und der unteren Flächenabschnitte 97c und 98c der in den Rollenaufnahmeöffnungen 53 und 54 vorgesehenen Flächen 97 und 98 kann daher eine ausreichende Dicke der Antriebskipphebel 34 und 35 an jenen Stellen, die den unteren Abschnitten der Rollenaufnahmeöffnungen 53 und 54 entsprechen, insoweit sichergestellt werden, dass eine Festigkeitsabnahme verhindert werden kann. Durch Ausbilden der Verlängerungsflächenabschnitte 97b und 98b so, dass sie sich von den Unterenden der gekrümmten Flächenabschnitte 97a und 98a zu den Außenumfangsflächen der Rollen 56 und 57 hin erstrecken, können ferner die unteren Abschnitte der Flächen 97 und 98 näher an den Rollen 56 und 57 angeordnet werden, um die Öffnungsflächen der Unterenden der Rollenaufnahmeöffnungen 53 und 54 zu verkleinern, um hierdurch die Fähigkeit zu verbessern, dass das Öl zwischen den Flächen 97 und 98 der Rollenaufnahmeöffnungen 53 und 54 und den Rollen 56 und 57 zurückzuhalten, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Flächen mit dem gleichen Krümmungsradius zwischen den Ober- und Unterseiten der Antriebskipphebel 34 und 35 ausgebildet sind.
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Ferner umfasst der Öffnungsrand 99 an jedem der Unterenden der Rollenaufnahmeöffnungen 53 und 54 das Paar paralleler Abschnitte 99a, 99a, die zueinander parallel sind und den gegenüberliegenden Seitenflächen der Rollen 56 und 57 entsprechen, sowie das Paar gekrümmter Abschnitte 99b, 99b, die die parallelen Abschnitte 99a, 99a, die den Außenumfangsflächen der unteren Abschnitte der Rollen 56 und 57 gegenüberliegen, miteinander verbinden und die an der Seite, die den Außenumfangsflächen der unteren Abschnitte der Rollen 56 und 57 gegenüberliegen, gewölbt sind, und wobei die gegenüberliegenden Enden der gekrümmten Abschnitte 99b, 99b abgerundet mit den parallelen Abschnitten 99a, 99a verbunden sind. Daher lässt sich vermeiden, dass an dem Öffnungsrand am Unterende jeder der Rollenaufnahmeöffnungen 53 und 54 ein Spannungskonzentrationsbereich entsteht, als Beitrag dazu, die Haltbarkeit zu verbessern.
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In der zweiten Ausführung sind die Verlängerungsflächenabschnitte 97b und 98b so ausgebildet, dass sie mit einem kleineren Krümmungsradius als jenem der gekrümmten Flächenabschnitte 97a und 98a gekrümmt sind. Wenn sie sich jedoch von den Unterenden der gekrümmten Flächenabschnitte 97a und 98a zu den Außenumfangsflächen der Rollen 56 und 57 erstrecken, brauchen sie nicht gekrümmt sein.
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Ein erfindungsgemäßes Ventilbetätigungssystem einer Brennkraftmaschine umfasst ein Verbundbetrieb-Umschaltmittel 80 zum Umschalten zwischen einem Verbundbetrieb eines Paars einander benachbarter Kipphebel 34, 36 und dem Lösen des Verbundbetriebs. Das Verbundbetrieb-Umschaltmittel 80 ist zwischen einer Mehrzahl von Kipphebeln 34, 36, 35 vorgesehen, die einander benachbarte Kipphebel 34, 36 enthalten. Bei diesem Ventilbetätigungssystem sind Durchgangsbohrungen 59, 60 koaxial in Tragwänden 34b, 34c des Kipphebels 34 vorgesehen, und entgegengesetzte Enden einer Rollenwelle 65 sind in die Durchgangsbohrungen 59, 60 eingesetzt und daran befestigt. Ein Federaufnahmeelement 91 ist an der Rollenwelle 65 zur Aufnahme einer Rückstellfeder 84 angebracht. Wenn die Rollenwelle 65 mit der darin aufgenommenen Rückstellfeder 84 des Verbundbetrieb-Umschaltmittels 80 an dem Kipphebel 34 angebracht wird, ist es möglich, die Bearbeitung zu erleichtern und die Größe und das Gewicht des Kipphebels 34 zu reduzieren.
