DE102005014064A1

DE102005014064A1 - Vollvariable Hubventilsteuerungen für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102005014064A1
Application number: DE200510014064
Authority: DE
Inventors: Rolf Jung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-09-28

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine vollvariable Hubventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit einem Druckhebel 3, welcher von einer rotierenden Nockenwelle 1 beaufschlagt wird und über eine Druckrolle 3a auf einen Schlepphebel 4 einwirkt, welcher mindestens ein schließfederbeaufschlagtes Hubventil 6 betätigt, wobei der Druckhebel 3 im wesentlichen horizontal im Zylinderkopf angeordnet liegt und die Druckrolle 3a im wesentlichen mittig in der Längsachse des Druckhebels 3 angeordnet liegt und der Druckhebel 3 mit seinem der Abstützfläche 3b abgewandten Endbereich mit der Nockenwelle 1 in Kontakt steht.

Description

Die Erfindungen beschreiben vollvariable Hubventilsteuerungen für Brennkraftmaschinen.
Technologischer Hintergrund
Mit einer vollvariablen Hubventilsteuerung lässt sich insbesondere eine fremdgezündete Brennkraftmaschine drosselfrei betreiben, wodurch es gelingt, die bei konventioneller Drosselung über weite Lastzustände auftretenden Ladungswechselverluste zu minimieren. Hierdurch lassen sich die Leistungs- und Drehmomentcharakteristik verbessern und der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen reduzieren.
Darüber hinaus zeichnet sich eine derart ausgestattete Brennkraftmaschine im unteren Drehzahlbereich durch ein verbessertes Ansprechverhalten sowie eine erhöhte Laufruhe aus.
Die Last wird bei einer vollvariablen Hubventilsteuerung durch den Öffnungsquerschnitt der jeweils eingeregelten Erhebungskurve des Einlassventils bestimmt.
Bei solchen Hubventilsteuerungen wird im Teillastbereich neben dem Ventilhub auch die Öffnungsdauer erheblich reduziert, um eine gewünschte Steuerstrategie des „ frühen Einlass schließt" realisieren können. Die Phasenlage der Erhebungskurve kann hierbei vorteilhaft über eine hydraulische Phasenverstelleinrichtung bekannter Bauart optimal der gewünschten Steuerstrategie angepasst werden.
Stand der Technik
Zunächst soll der Stand der Technik, wie er aus der bisher unveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2005 003 304.0 hervorgeht, mit Hilfe der 3 erläutert werden.
In der 3 (Stand der Technik) ist eine vollvariable Hubventilsteuerung mit zwei parallel betätigten, schließfederbeaufschlagten Hubventilen 6 gezeigt.
Dieser Hubventilsteuerung gemäß dem Stand der Technik liegt die Idee zugrunde, eine Hubventilsteuerung nach dem Grundprinzip eines Planetengetriebes zu gestalten, welches sich aus „einem Sonnenrad, einem Planetenrad und einem Hohlrad" zusammensetzt. Hierbei wird das „Sonnenrad" durch die verzahnte Verstellwelle 2 mir dem Zentrum C2 gebildet, wobei der Druckhebel 3 als Teilstück eines „Planetenrads" mit dem Zentrum C3 gebildet ist. Der ergänzende Verlauf des Druckhebels 3 zu der Kreisform eines „Planetenrads" ist in der 3 durch Punkt- Strich Linien schematisch dargestellt.
Das „Hohlrad" wird hierbei als Abschnitt von der Ventilrastsektion 4a einer Steuerkulisse 4d eines Gabelschlepphebels 4 gebildet, deren ergänzender Verlauf zu der Kreisform eines „Hohlrads" ebenfalls in der 3 schematisch als Punkt- Strich Linie dargestellt ist.
Der, als Schlepphebel ausgestaltete, Druckhebel 3 liegt hierbei im wesentlichen vertikal angeordnet und steht mit seinem oberen Ende mit der verzahnten Verstellwelle 2 über Bogenverzahnung mit dem Zentrum C3 in getriebeartiger Antriebsverbindung. Hierbei stützt sich der Druckhebel 3 zusätzlich über zwei axial zur Verzahnung benachbart angeordnete, kreisbogenförmige Abstützflächen 3b mit dem Zentrum C3 an den beiden benachbarten Zylindermantelflächen 2a einer „gebauten" Verstellwelle ab. Die Zylindermantelflächen 2a sind an zwei zwischengeschalteten Abstützringen ausgebildet, welche drehfest mit einer Basiswelle gefügt sind. Die Verzahnung der Verstellwelle ist hierbei ebenfalls drehfest mit der Basiswelle gefügt oder auf dieser geklemmt.
Durch die Abstützung des Druckhebels 3 über die Abstützflächen 3b an den Zylindermantelflächen 2a der Verstellwelle 2 wird hierbei die erforderliche Bewegungspräzision des Druckhebels 3 gewährleistet.
An seinem unteren Ende ist der Druckhebel 3 mit der wälzgelagerten Druckrolle 3a versehen, welche umlauffähig auf einem Achsbolzen um das Zentrum C3 gelagert ist. Die Abstützflächen 3b am oberen Ende des Druckhebels 3 liegen hierbei konzentrisch zum Zentrum C3 der Druckrolle 3a angeordnet.
Der Druckhebel 3 wird über eine Abgriffrolle vom Nocken der, um die Achse C1 rotierenden, Nockenwelle 1 in eine Schwingbewegung versetzt, wobei der Druckhebel 3 an seinem unteren Ende von einer nicht dargestellten, vorgespannten Rückstellfeder in Richtung der Nockenwelle 1 mit einer Kraft F beaufschlagt ist.
Der Druckhebel 3 liegt axial mittig in der Zylinderebene angeordnet steht über seine Druckrolle 3a mit der Steuerkulisse 4d des Gabelschlepphebels 4 in Kontakt.
Der Gabelschlepphebel 4 ist hierbei gehäuseseitig schwenkbeweglich um die ortsfeste Lagerachse C5 auf der Steckachse 5 gelagert und wirkt mit seinem freien Ende über ventilseitig angeordnete, integrierte hydraulische Ventilspielausgleichelemente bekannter Bauart parallel auf die beiden Hubventile 6 ein.
Die Steuerkulisse 4d des Gabelschlepphebels 4 geht hierbei von der Ventilrastsektion 4a, welche bei geschlossenen Hubventilen 6 konzentrisch zur Lagerachse C2 der Verstellwelle 2 angeordnet liegt, über eine Anlauframpe 4b in eine, sich in Richtung der Verstellwelle 2 erstreckende Hubsektion 4c über.
Die Verstellwelle 2 erstreckt sich über mehrere Zylinder und kann über eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung (Aktuator) um ihre Lagerachse C2 verdreht werden, wobei beispielsweise ein elektrischer Stellmotor über ein zwischengeschaltetes Schneckengetriebe mit der Verstellwelle 2 in Antriebsverbindung steht.
Bei dieser Hubventilsteuerung beschreibt das Zentrum C3 der Druckrolle 3a bei einer, durch den Nocken bewirkten, Schwingbewegung des Druckhebels 3 hierbei stets einen Kreisbogen, welcher konzentrisch zum Zentrum C2 der Verstellwelle 2 verläuft.
Durch eine Drehbewegung der Verstellwelle (2) um ihr Zentrum C2 wird über die Verzahnung eine Kippbewegung des Druckhebels (3) bewirkt, wobei das Zentrum C3 der Druckrolle 3a im Kreisbogen um das Zentrum C2 der Verstellwelle 2 verlagert und damit der Eingriffsbereich der Druckrolle 3a auf die Steuerkulisse 4d verlagert wird.
Hierdurch lässt sich in Verbindung mit der, konzentrisch zum Zentrum C2 angeordneten, Ventilrastsektion 4a eine Ventilrast innerhalb der Nockenphasen darstellen, wodurch sich die Hubventilsteuerung von einer Maximalerhebungskurve bis zu einer Ventilabschaltung variieren lässt.
In einer weiteren, nicht dargestellten alternativen Ausgestaltungsform einer Hubventilsteuerung wird beim genannten Stand der Technik weiter vorgeschlagen, das sich der Druckhebel 3 mit seinem oberen Ende über mindestens eine, konzentrisch zur Druckrolle 3a angeordnete, kreisbogenförmige Abstützfläche 3b an der Zylindermantelfläche einer Abstützrolle mit einem ortsfesten Zentrum C2 abstützt.
Die verzahnte Verstellwelle (2, 3) in ihrer Funktion als Abstützelement ist hierbei durch die, um das Zentrum C2 gelagerte, Abstützrolle ersetzt.
Der Gabelschlepphebel 4 wird in dieser alternativen Ausgestaltungsform unverändert aus einer Hubventilsteuerung gemäß dem Stand der Technik aus der 3 übernommen.
Der Druckhebel wird hierbei auf der, dem Nocken gegenüberliegenden Seite im oberen Bereich seitlich über eine Angriffsfläche von einem separaten Verstellmittel beaufschlagt, wobei die Abstützfläche 3b des Druckhebels durch das Verstellmittel entlang der Zylindermantelfläche der Abstützrolle mit dem Zentrum C2 verlagert werden kann.
Das Verstellmittel kann hierbei z. B. von einer separaten Excenterwelle oder von einem linear geführten Stößel gebildet sein, mit welchem der Druckhebel 3 seitlich verstellt, bzw. abgestützt wird.
Auch bei dieser Hubventilsteuerung beschreibt das Zentrum C3 der Druckrolle 3a bei einer, durch den Nocken bewirkten, Schwingbewegung des Druckhebels 3 stets eine Bewegungsbahn im Kreisbogen, dessen Mittelpunkt im Zentrum C2 der Abstützrolle liegt. Durch die Bewegung des Verstellmittels wird hierbei ebenfalls eine Kippbewegung des Druckhebels 3 bewirkt, wobei das Zentrum C3 der Druckrolle 3a im Kreisbogen um das Zentrum C2 der Abstützrolle verlagert wird und damit der Eingriffsbereich der Druckrolle 3a auf die Steuerkulisse 4d verlagert wird.
Hierdurch lässt sich in Verbindung mit der, konzentrisch zum Zentrum C2 angeordneten, Ventilrastsektion 4a eine Ventilrast innerhalb der Nockenphasen darstellen, wodurch sich auch diese Hubventilsteuerung von einer Maximalerhebungskurve bis zu einer Ventilabschaltung variieren lässt.
Vorteilhaft an diesen Hubventilsteuerungen ist der einfache konstruktive Aufbau sowie die geringe Anzahl der Bauteile.
Nachteilig ist jedoch, das diese Hubventilsteuerungen eine nicht unerhebliche Bauhöhe aufweisen, wobei insbesondere die hohe Lage des Verstellmittels negativ ins Gewicht fällt. Insbesondere ist es jedoch insbesondere unter dem Aspekt eines passiven Fußgängerschutzes und eines geringen Luftwiderstands eines KFZ stets erstrebenswert, eine geringe Gesamtbauhöhe eines Zylinderkopfs zu realisieren.

Aufgabe der Erfindung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 ist es, eine optimierte Ausgestaltung einer Hubventilsteuerungen aus der DE 10 2005 003 304.0 aufzuzeigen, welche eine signifikante Reduzierung der Bauhöhe erlaubt.

Hierbei soll zusätzlich eine erheblich reduzierte Baulänge des Druckhebels 3 und ein Bewegungsablauf des Druckhebels 3 mit einer sehr geringen Auslenkbewegung realisiert werden, wobei die auftretenden Beschleunigungs- und Massenkräfte am Druckhebel 3 reduziert werden und dadurch eine erhöhte Drehzahlfestigkeit erzielt wird.

Für Merkmale der Hubventilsteuerung, welche aus der DE 10 2005 003 304.0 hervorgehen, wird deren Priorität beansprucht.

Lösung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Hubventilsteuerung (1 und 2) mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Die Erfindung gemäß dem Patentanspruch 1 soll zunächst in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Zeichnung 1 bis 2 erläutert werden.
Gezeigt wird der Steuermechanismus zwei parallel betätigter, schließfederbeaufschlagter Einlassventile 6.
Funktionsgleiche Bauteile sind in den gezeigten 1 und 2 der Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen wie beim genannten Stand der Technik gemäß 3 versehen.
1 zeigt eine Hubventilsteuerung von der Stirnseite des Zylinderkopfs während der Grundkreisphase, wobei die Hubventilsteuerung auf eine maximale Erhebungskurve eingeregelt ist.
2 zeigt die Hubventilsteuerung aus der 1 als Teilschnitt in der Draufsicht, wobei die Nockenwelle zur besseren Übersicht nicht dargestellt sind.
Im Ausführungsbeispiel ist in einteiliger, gegabelter Druckhebel 3 mit zwei Druckrollen 3a axial in den Hubventilebenen und einer einzelnen Abgriffrolle 3c axial in der Zylinderebene versehen, wobei der Druckhebel 3 im wesentlichen horizontal in einem Zylinderkopf angeordnet liegt und an seinem einem Ende mit einem bogenförmigen Zahnsegment mit dem Teilkreis TK versehen ist.
Diese Bogenverzahnung steht hierbei mit der Verzahnung einer drehbaren Verstellwelle 2 mit dem Zentrum C2 im Eingriff Hierbei stützt sich der Druckhebel 3 über zwei axial zur Verzahnung benachbart angeordnete, kreisbogenförmige Abstützflächen 3b (2) an den beiden benachbarten Zylindermantelflächen 2a der „gebauten" Verstellwelle 2 ab. Die Zylindermantelflächen 2a sind im Ausführungsbeispiel (2) an zwei zwischengeschalteten Abstützringen ausgebildet, welche drehfest mit einer Basiswelle gefügt oder alternativ gleit- oder wälzgelagert auf einer Basiswelle umlauffähig angeordnet sein können. Die Verzahnung ist hierbei auf der Basiswelle bevorzugt aufgeschrumpft oder aufgepresst.
Im mittleren Bereich seiner Längsachse ist der Druckhebel 3 mit den beiden nebeneinander angeordneten, wälzgelagerten Druckrollen 3a versehen, welche umlauffähig auf einem gemeinsamen Achsbolzen mit dem Zentrum C3 gelagert sind. Die beiden Abstützflächen 3b und die Bogenverzahnung des Druckhebels 3 liegen hierbei konzentrisch zum Zentrum C3 der Druckrollen 3a angeordnet.
Der Druckhebel 3 wird über die wälzgelagerte Abgriffrolle 3c an seinem freien Ende vom Nocken einer, um die Achse C1 rotierenden Nockenwelle 1 in eine Schwingbewegung versetzt, wobei der Druckhebel 3 in mittleren Bereich seiner Längsachse von der vorgespannten Rückstellfeder 7 in Richtung der Nockenwelle 1 beaufschlagt ist, wodurch stets der satte Kontakt zwischen Abgriffrolle 3c und Nockenwelle 1 gewährleistet wird. Die Rückstellfeder 7 ist hierbei bevorzugt als bügelförmige Torsionsschenkelfeder 7 ausgebildet, welche mit ihren freien Schenkeln beidseitig am Achsbolzen der Druckrollen 3a angreift.
Der Druckhebel 3 steht über seine beiden Druckrollen 3a mit den beiden, nebeneinander in den Hubventilebenen angeordneten, Steuerkulissen 4d eines Gabelschlepphebels 4 in Wirkverbindung.
Der Gabelschlepphebel 4 ist hierbei gehäuseseitig schwenkbeweglich um die ortsfeste Lagerachse C5 auf der Lagerachse 5 gelagert und wirkt mit seinem freien Ende über ventilseitig angeordnete, integrierte hydraulische Ventilspielausgleichelemente bekannter Bauart parallel auf die beiden schließfederbeaufschlagten Hubventile 6 ein.
Jede Steuerkulisse 4d des Gabelschlepphebels 4 geht hierbei von der kreisbogenförmigen Ventilrastsektion 4a, welche während der Ventilrast, d.h. bei geschlossenem Hubventil 6, konzentrisch zur Lagerachse C2 der Verstellwelle 2 angeordnet liegt, über eine Anlauframpe 4b in eine, sich in Richtung der Verstellwelle 2 erstreckende, Hubsektionen 4c über.
Die Verstellwelle 2 erstreckt sich über mehrere Zylinder und kann über eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung (Aktuator) um ihre Lagerachse C2 verdreht werden, wobei beispielsweise ein elektrischer Stellmotor über ein zwischengeschaltetes Schneckengetriebe mit der Verstellwelle 2 in Antriebsverbindung steht.
Vorteilhaft ist die Verstellwelle 2 hierbei als Steckwelle in ungeteilten Lagerbohrungen gelagert, wobei die Verstelleinrichtung an einer Stirnseite des Zylinderkopfs vorgesehen ist. Ebenso ist der kurbelwellenseitige Antrieb der Nockenwelle 1 vorteilhaft durch eine Phasenverstelleinrichtung bekannter Bauart ergänzt.
Im folgendem wird angenommen, dass sich die Hubventilsteuerung in der, in 1 gezeigten Position befindet.
Wird nun die Nockenwelle 1 in eine Rotation versetzt, so wirkt nach der Grundkreisphase der Nocken über die Abgriffrolle 3c auf den Druckhebel 3 ein, welcher sich hierbei mit seiner Bogenverzahnung in der Verzahnung der Verstellwelle 2 abwälzt. Hierbei stützt sich der Druckhebel 3 über die beiden Abstützflächen 3b an den Zylindermantelflächen 2a der Verstellwelle 2 ab.
Durch die Schwingbewegung des Druckhebels 3 werden die Druckrollen 3a über die Anlauframpen 4b mit nachfolgenden Hubsektionen 4c auf den Gabelschlepphebel 4 wirksam, wobei dieser voll um seine gehäuseseitige Lagerachse C5 auslenkt wird und dabei die Hubventile 6 maximal öffnet.
Im weiteren Verlauf folgt die Abgriffrolle 3c des Druckhebels 3 der absteigenden Nockenflanke, wobei der Druckhebel 3 und der Gabelschlepphebel 4 aufgrund der Rückstellkräfte der Ventilfedern und der Rückstellfeder 7 wieder ihre Ausgangsstellungen einnehmen.
Hierbei werden die Hubventile 6 wieder geschlossen.
Im Folgenden wird angenommen, das die Verstellwelle 2 durch die Verstelleinrichtung im Uhrzeigersinn gedreht wird.
Hierbei erfährt der Druckhebel 3 eine Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei das Zentrum C3 der Druckrollen 3a eine Bewegungsbahn erfährt, welche einen Kreisbogen um das Zentrum C2 der Verstellwelle 2 beschreibt.
Hierbei verlagert sich gleichzeitig der Berührpunkt zwischen den Druckrollen 3a und den Ventilrastsektionen 4a, wobei in einer Nullhubstellung nach der Verlagerung des Druckhebels 3 die Druckrollen 3a mit dem oberen, der Nockenwelle 1 zugewandten Endbereich der Ventilrastsektionen 4a in Kontakt stehen.
Wird nun nach der Grundkreisphase der Nocken der Nockenwelle 1 erneut über die Abgriffrolle 3c auf den Druckhebel 3 wirksam, so steht dieser mit seinen Druckrollen 3a während der gesamten Nockenphase nur mit den Ventilrastsektionen 4a des Gabelschlepphebels 4 in Kontakt, wobei das Zentrum C3 der Druckrollen 3 eine kreisbogenförmige Bewegungsbahn um das Zentrum C2 der Verstellwelle 2 beschreibt. Dabei wird die Lagerachse C3 der Druckrollen 3a lediglich entlang einer kreisbogenförmigen Äquidistanten zur Ventilrastsektion 4a bewegt, wodurch die Druckrollen 3a nicht in Öffnungsrichtung auf den Gabelschlepphebel 4 einwirken können.
Hierbei verharrt der Gabelschlepphebel 4 in seiner Stellung und wirkt nicht auf die Hubventile 6 ein. (Nullhub)
Durch ein beliebiges Verdrehen der Verstellwelle 2 lässt sich sowohl der Ventilhub als auch die Öffnungsdauer der beaufschlagten Hubventile 6 von einer Maximalerhebungskurve bis zu einer Ventilabschaltung stufenlos variieren.
Wie aus den Zeichnungen sofort ersichtlich wird, liegt der Druckhebel 3 im Unterschied zum Eingangs beschriebenem Stand der Technik im wesentlichen horizontal im Zylinderkopf angeordnet, wobei die Verstellwelle 2 vorteilhaft seitlich oberhalb des Einlasskanals angeordnet liegt.
Eine Baulängenreduzierung des Druckhebels 3 wird insbesondere dadurch erreicht, das die Lage der Druckrollen 3a, welche mit den Steuerkulissen 4d des Schlepphebels 4 in Wirkverbindung stehen, im wesentlichen mittig in der Längsachse des Druckhebels 3 angeordnet liegen, wobei die Nockenwelle 1 am äußeren, seiner Abstützfläche 3b abgewandten Endbereich des Druckhebels 3 angreift.
Hierdurch wird nur eine sehr geringe Auslenkbewegung des Druckhebels 3 notwendig, wodurch vorteilhaft die auftretenden Massenkräfte reduziert werden.
Insgesamt baut diese erfinderische Hubventilsteuerung hierbei nur unwesentlich höher, als eine Hubventilsteuerung konventioneller Bauart.
Um eine störungsfreie Funktion der Hubventilsteuerung zu gewährleisten, muss bei geschlossenen Hubventilen 6 eine möglichst genaue konzentrische Lage der Ventilrastsektionen 4a zur Lagerachse C2 angestrebt werden.
Hierbei hat insbesondere die Relativlage der Achsen C2 und C5 zueinander einen großen Einfluss.
Vorteilhaft kann das Zylinderkopfgehäuse hierbei zweigeteilt ausgestaltet werden, wobei die horizontale Trennfuge durch die Schwingachse C5 des Gabelschlepphebels 4 verläuft.
Die Lagerachse 5 ist hierbei mit aufgeschrumpften Zwischenringen in den Lagerstuhlebenen versehen. (2)
Hierdurch können die Bohrungen mit einem relativ großen Durchmesser gefertigt werden und sehr massive Ausbohrwerkzeuge Verwendung finden, wodurch der Achsabstand sehr präzise gefertigt werden kann.
Die Trennfuge kann hierbei alternativ auch vertikal oder geneigt verlaufen.
Um eine unregelmäßige Gleichhubverteilung durch Fehllagen der Nockenwelle 1 und die damit verbundenen ungleichen Ladungsmengen mehrerer Zylinder untereinander zu kompensieren, können die Druckhebel 3 als Wechselelement mit klassifizierten Durchmessern der Abgriffrollen 3c vorgesehen werden.
Im folgenden sollen noch einige, vom zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichende Ausgestaltungsmöglichkeiten aufgezeigt werden.
Wie bereits im eingangs genanntem Stand der Technik angeregt, kann auch in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit einem, horizontal angeordnetem Druckhebel 3 die Verstellwelle 2 durch eine Abstützrolle mit einem Zentrum C2 ersetzt sein.
Eine Verzahnung am Druckhebel 3 ist in dieser alternativen Ausgestaltungsform nicht vorgesehen.
Hierbei stützt sich der Druckhebel über mindestens eine, konzentrisch zu den Druckrollen 3a angeordnete Abstützfläche 3b an der äußeren Zylindermantelfläche 2a mindestens einer Abstützrolle mit dem Zentrum C2 ab.
Als Verstellmittel ist hierbei insbesondere ein, im wesentlichen senkrecht oberhalb des Druckhebels 3 angeordneter, linear verstellbarer Stößel angedacht, welcher an dem der Abstützfläche 3b zugewandtem Endbereich des Druckhebels 3 von oben an diesem angreift.
Vorteilhaft ist der Stößel hierbei axial mittig in der Zylinderebene angeordnet und steht mit seiner Stirnfläche mit einer korrespondierenden, konvex angeformten Gleitfläche am Druckhebel 3 mit diesem in Kontakt. Alternativ zu einem Gleitabgriff kann hierbei auch eine kleine gleitgelagerte Laufrolle im Druckhebel 3 vorgesehen werden.
Die Berührlinie des Kontakts zwischen Stößel und Druckhebel 3 sollte hierbei so nah wie möglich an der Berührlinie der Abstützflächen 3b an der Abstützrolle erfolgen, damit es nur zu einer geringst möglichen Relativbewegung der Bauteile während der Verstell- und/oder Schwingbewegung kommt.
In einer alternativen Ausführung einer Verstelleinrichtung kann die Lagerachse 5 des Schlepphebels 4 in ihrer Funktion zusätzlich als drehbare Exzenterwelle oder Kurbelwelle ausgeführt sein, wobei der Exzenter oder der Kurbelzapfen über mindestens eine Verbindungsstrebe mit dem Druckhebel 3 gelenkig verbunden ist.
Die Anlenkung der Verbindungsstrebe am Druckhebel 3 erfolgt hierbei durch einen Koppelbolzen, welcher an dem, der Abstützrolle zugewandtem Endbereich des Druckhebels 3 vorgesehen wird.
Die Verstellbewegung des Druckhebels 3 entlang der Abstützrolle wird hierbei durch eine Drehbewegung der Exzenter- bzw. Kurbelwelle um das Zentrum C5 bewirkt.
Hierzu 1 und 2
Aufgabe
Im Folgenden soll mit Hilfe der 4 eine weitere erfinderische Hubventilsteuerung mit einer völlig neuen Kombination von Merkmalen beschrieben werden, welche ebenfalls eine sehr kompakte Bauweise mit einer sehr niedrigen Bauhöhe erlaubt.
Insbesondere soll hierbei ein möglichst einfacher Toleranzausgleich durch fertigungsbedingte Fehllagen der Bauteile gegeben sein, wodurch eine vereinfachte und kostengünstige Herstellung in Verbindung mit einer hohen Funktionssicherheit erreicht wird.
Lösung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale einer Hubventilsteuerung nach dem Patentanspruch 4 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Wie aus der Zeichnung 4 ersichtlich wird, ist diese neue Hubventilsteuerung einer zuvor beschriebenen Hubventilsteuerung gemäß 1 in seiner grundsätzlichen Anordnung und Ausgestaltung einzelner Bauteile sehr ähnlich.
Allerdings ist hier durch den Einsatz einer geradlinigen Führungsfläche 21a, an welcher sich ein Druckhebel 31 mit seiner kreisbogenförmigen Abstützfläche 31b abstützt, ein völlig anderer Bewegungsablauf eines Druckhebels 31 gegeben.
Die Erfindung gemäß dem Patentanspruch 4 soll zunächst in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Gezeigt wird der Steuermechanismus zwei parallel betätigter, schließfederbeaufschlagter Einlassventile 61.
4 zeigt eine Hubventilsteuerung von der Stirnseite des Zylinderkopfs während der Grundkreisphase, wobei die Hubventilsteuerung auf eine maximale Erhebungskurve eingeregelt ist.
Im Ausführungsbeispiel ist in einteiliger, gegabelter Druckhebel 31 mit zwei Druckrollen 31a axial in den Hubventilebenen und einer einzelnen Abgriffrolle 31c axial in der Zylinderebene versehen, wobei der Druckhebel 31 im wesentlichen horizontal in einem Zylinderkopf angeordnet liegt und an seinem einem Ende mit einem bogenförmigen Zahnsegment mit dem Teilkreis TK versehen ist.
Diese Bogenverzahnung steht hierbei mit der Geradverzahnung einer linear verstellbaren Zahnstange 21 im Eingriff Hierbei stützt sich der Druckhebel 31 über zwei axial zu seiner Bogenverzahnung benachbart angeordnete, kreisbogenförmige Abstützflächen 31b an zwei, beidseitig der Geradverzahnung angeordneten, geradlinigen Führungsflächen 21a an der Zahnstange ab.
Die kreisbogenförmigen Abstützflächen 31b und das bogenförmige Zahnsegment des Druckhebels 31 liegen hierbei konzentrisch zur Lagerachse C31 der Druckrollen 31a angeordnet.
Eine Abstützung des Druckhebels 31 durch die kreisbogenförmigen Abstützflächen 31b an den geradlinigen Führungsflächen 21a der Zahnstange 21 gewährleistet hierbei stets die erforderliche, hohe Bewegungspräzision des Druckhebels 31.
Hierbei sind die Abstützflächen 31b am Druckhebel 31 mit Vorteil als Zylindermantelsegment und die Führungsflächen 21a an der Zahnstange 21 als ebene Fläche ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltungsform können die Führungsflächen 21a, an welchen der Druckhebel 31 abgestützt wird, auch ortsfest beidseitig neben der linearverstellbaren Zahnstange 21 angeordnet sein. Insbesondere ist hierbei ein, mit dem Zylinderkopfgehäuse verschraubtes Führungsgehäuse mit ortsfesten Führungsflächen 21a vorgesehen, wobei im Führungsgehäuse lediglich die Zahnstange 21 linear geführt und verstellt wird.
Insbesondere können hierbei Führungsnuten einzelner Zylinder nebeneinander in einem seitlichen Gehäusedeckel an der Ansaugseite des Zylinderkopfs integriert sein.
Ebenso kann die Zylinderkopfgehäusewand auf der Ansaugseite mit Durchbrüchen versehen sein, wobei einzelne Führungsgehäuse die Zylinderkopfgehäusewand oberhalb der Einlasskanäle durchdringen und von Außen an einer planbearbeiteten Fläche am Zylinderkopf angeflanscht werden.
In einer derartigen Ausgestaltungsform liegen die Hubventile 61, abweichend von der Darstellung 4, in einer nach rechts geneigten Ebene, wie dies bereits in einer Hubventilsteuerung gemäß 1 gezeigt ist.
Aus Fertigungsgründen können mit Vorteil die zylindermantelförmigen Abstützflächen 31b am Druckhebel 31 im Durchmesser etwas kleiner dem Fußkreisdurchmesser der Bogenverzahnung am Druckhebel 31 gefertigt werden, wobei die Führungsflächen 21a durch eine plane Fläche am Führungsgehäuse gebildet sind und die Zahnstange in einer Führungsnut im Führungsgehäuse geführt wird, wobei die Geradverzahnung der Zahnstange innerhalb der Führungsnut versenkt liegt.
Alternativ zu einer Zahnstange kann eine Geradverzahnung auch an einem verschiebbaren Verstellbolzen innerhalb dessen Hüllkreises ausgebildet ist, welcher in einer Bohrung in einem separaten Führungsgehäuse oder direkt in der Zylinderkopfstruktur linear geführt ist.
Die Linienberührung einer kreisbogenförmigen Abstützfläche 31b und einer geradlinigen Führungsfläche 21a kann grundsätzlich auch im Schnittpunkt des Zahneingriffs selbst erfolgen, wobei es zu einer reinen Abwälzbewegung zwischen den Abstützflächen 31b des Druckhebels und verschiebbaren Führungsflächen 21a kommt.
Bei einer Ausführung mit ortsfesten Führungsflächen 21a findet ein Abgleiten im Abstützpunkt hierbei lediglich während einer Verstellbewegung der Geradverzahnung statt.
Im mittleren Bereich seiner Längsachse ist der Druckhebel 31 mit den beiden axial benachbarten, bevorzugt wälzgelagerten Druckrollen 31a versehen, welche umlauffähig auf einem gemeinsamen Achsbolzen mit dem Zentrum C31 gelagert sind.
Der Druckhebel 31 wird über eine wälzgelagerte Abgriffrolle 31c an seinem freien Ende vom Nocken einer, um die Achse C11 rotierenden, Nockenwelle 11 in eine Schwingbewegung versetzt, wobei der Druckhebel 31 in seinem mittleren Bereich von einer vorgespannten Rückstellfeder 71 in Richtung der Nockenwelle 11 mit einer Rückstellkraft beaufschlagt ist, wodurch stets der satte Kontakt zwischen Abgriffrolle 31c und Nockenwelle 11 gewährleistet wird. Die Rückstellfeder 71 ist hierbei bevorzugt als bügelförmige Torsionsschenkelfeder 71 ausgebildet, welche mit ihren freien Schenkeln beidseitig am Achsbolzen der Druckrollen 31a angreift.
Der Druckhebel 31, welcher axial mittig in der Zylinderebene angeordnet liegt, steht über seine beiden Druckrollen 31a mit den beiden, in den Hubventilebenen angeordneten, Steuerkulissen 41d eines Gabelschlepphebels 41 in Wirkverbindung.
Der Gabelschlepphebel 41 ist hierbei gehäuseseitig schwenkbeweglich um die ortsfeste Schwingachse C51 auf der Lagerachse 51 gelagert und wirkt mit seinem freien Ende über ventilseitig angeordnete, integrierte hydraulische Ventilspielausgleichelemente bekannter Bauart parallel auf die beiden schließfederbeaufschlagten Hubventile 61 ein.
Jede Steuerkulisse 41d des Gabelschlepphebels 4 geht hierbei von einer ebenen Ventilrastsektion 41a, welche während der Ventilrast, d.h. bei geschlossenem Hubventil 6, parallel zur geradlinigen Führungsfläche 21a angeordnet liegt, über eine Anlauframpe 4b in eine, sich in Richtung der Führungsfläche 21a erstreckende, Hubsektion 4c über.
Die Zahnstange 21 kann beispielsweise über ein Bewegungsgewinde linear entlang ihrer gehäuseseitigen Führung verschoben werden.
In einer alternativen Ausgestaltung kann die Lagerachse 51 des Schlepphebels 41 in ihrer Funktion zusätzlich als verzahnte Verstellwelle ausgestaltet sein und mit einem verlängerten Abschnitt der Geradverzahnung der Zahnstange 21 im Eingriff stehen.
Ebenso kann zur Verstellung eine separate, verzahnt Verstellwelle vorgesehen werden, welche mit der Zahnstange 21 im Eingriff steht.
Bei einer Ausgestaltung der Zahnstangenverstellung durch ein Bewegungsgewinde ist mit Vorteil für jeden Zylinder eine separate Aktuatorik vorgesehen, wodurch insbesondere eine zylinderselektive Lastregelung und Zylinderabschaltung ermöglicht wird.
Der kurbelwellenseitige Antrieb der Nockenwelle 11 ist vorteilhaft durch eine Phasenverstelleinrichtung bekannter Bauart ergänzt.
Im folgendem wird angenommen, dass sich die Hubventilsteuerung in der, in 4 gezeigten Position befindet.
Wird nun die Nockenwelle 11 in eine Rotation versetzt, so wirkt nach der Grundkreisphase der Nocken über die Abgriffrolle 31c auf den Druckhebel 31 ein, welcher sich hierbei mit seiner kreisbogenförmigen Verzahnung in der Geradverzahnung der Zahnstange 21 abwälzt. Hierbei stützt sich der Druckhebel 31 über seine Abstützflächen 31b an den ebenen Führungsflächen 21a der Zahnstange 21 oder an den ebenen Führungsflächen 21a eines nicht dargestellten, ortsfesten Führungsgehäuses ab.
Durch die Schwingbewegung des Druckhebels 31 werden die Druckrollen 31a über die Anlauframpen 41b mit nachfolgender Hubsektionen 41c auf den Gabelschlepphebel 41 wirksam, wobei dieser voll um seine gehäuseseitige Lagerachse C51 auslenkt wird und dabei die Hubventile 61 maximal öffnet.
Im weiteren Verlauf folgt die Abgriffrolle 31c des Druckhebels 31 der absteigenden Nockenflanke, wobei der Druckhebel 31 und der Gabelschlepphebel 41 aufgrund der Rückstellkräfte der Ventilfedern und der Rückstellfeder 71 wieder ihre Ausgangsstellungen einnehmen.
Hierbei werden die Hubventile 61 wieder geschlossen.
Im Folgenden wird angenommen, das die Zahnstange 21 durch das Bewegungsgewinde vom Verstellmotor M linear in ihrer Führung nach oben verlagert wird.
Hierbei erfährt der Druckhebel 31 eine Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei das Zentrum C31 der Druckrollen 31a eine Bewegungsbahn erfährt, welche parallel zu den Führungsflächen 21a und damit parallel zu den Ventilrastsektionen 41a verläuft.
Hierbei verlagert sich gleichzeitig der Berührpunkt zwischen den Druckrollen 31a und den ebenen Ventilrastsektionen 41a, wobei in einer Nullhubstellung nach der Verlagerung des Druckhebels 31 die Druckrollen 31a mit dem oberen, der Nockenwelle 11 zugewandten Endbereich der geradlinigen Ventilrastsektionen 41a in Kontakt stehen.
Wird nun nach der Grundkreisphase der Nocken der Nockenwelle 11 erneut über die Abgriffrolle 31c auf den Druckhebel 31 wirksam, so steht dieser mit seinen Druckrollen 31a während der gesamten Nockenphase nur mit den Ventilrastsektionen 41a des Gabelschlepphebels 41 in Kontakt, wobei die Lagerachse C31 der Druckrollen 31a lediglich entlang einer geraden Äquidistanten zu den Ventilrastsektionen 41a bewegt wird, wodurch die Druckrollen 31a nicht in Öffnungsrichtung auf den Gabelschlepphebel 41 einwirken können. Hierbei verharrt der Gabelschlepphebel 41 in seiner Stellung und wirkt nicht auf die Hubventile 61 ein. (Nullhub)
Durch ein beliebiges Verschieben der Zahnstange 21 lässt sich sowohl der Ventilhub als auch die Öffnungsdauer der beaufschlagten Hubventile 61 von einer Maximalerhebungskurve bis zu einer Ventilabschaltung stufenlos variieren.
Ein derartiger, erfindungsgemäßer Bewegungsablauf eines Druckhebels 31, welcher über eine Druckrolle 31a auf eine Steuerkulisse 41d eines Schlepphebels einwirkt, ist bei vollvariablen Hubventilsteuerungen aus dem derzeitigen Stand der Technik nicht bekannt.
Um eine störungsfreie Funktion der Hubventilsteuerung zu gewährleisten, muss bei geschlossenen Hubventil 61 eine möglichst genaue, parallele Lage der Ventilrastsektionen 41a zu den Führungsflächen 21a angestrebt werden.
Hierbei kann erfindungsgemäß zwischen einem separaten Führungsgehäuse, welches mit den Führungsflächen 21a versehen ist und einer planen Anschraubfläche an der Zylinderkopfstruktur eine Zwischenplatte als Wechselelement mit verschiedenen Stärken angeordnet werden, wodurch die vertikale Position der Führungsflächen der Zentrumslage C51 der Lagerachse 51 angepasst werden kann.
Insbesondere können jedoch auch die Führungsflächen 21a selbst als gehärtete Einstellplatten ausgestaltet und als Wechselelement in verschiedenen Stärken vorgesehen sein und in einem Führungsgehäuse oder einer Zahnstange formschlüssig gehalten sein.
Hierdurch kann eine fertigungsbedingte horizontale Fehllage der Lagerachse 51 mit einfachsten Mitteln ausgeglichen werden.
Um eine unregelmäßige Gleichhubverteilung durch eine vertikale Fehllage der Nockenwelle 11 und die damit verbundenen ungleichen Ladungsmengen mehrerer Zylinder untereinander zu kompensieren, können weiter die Druckhebel 3 mit klassifizierten Durchmessern der Abgriffrollen 3c als Wechselelement versehen werden.
Insgesamt kann durch diese Maßnahmen ein sehr einfacher Ausgleich von Fertigungstoleranzen erfolgen.
Im folgenden sollen noch einige, vom zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichende Ausgestaltungsmöglichkeiten aufgezeigt werden.
Wie für den Fachmann ersichtlich wird, muss für eine Variation der Ventilerhebungskurve lediglich eine Verstellung des Druckhebels 31 durch eine Verlagerung seiner Abstützfläche 31b entlang der geradlinigen Führungsfläche 21a erfolgen.
Dies muss hierbei nicht zwingend durch eine Verzahnung am Druckhebel 31 bewirkt werden, eine derartige Ausgestaltung stellt lediglich die bevorzugte Ausgestaltungsform dar.
Ebenso ist es möglich, den Druckhebel 31 über andere geeignete Mittel entlang der Führungsfläche 21a zu verlagern und abzustützen.
Insbesondere ist hierbei ein, etwa senkrecht angeordneter, linear geführter und verstellbarer Schieber angedacht, welcher, an dem der Führungsfläche 21a zugewandten Endbereich des Druckhebels 31 angreift.
Vorteilhaft ist der Schieber hierbei axial mittig in der Zylinderebene angeordnet und ist an seinem oberen Ende mit einer auskragenden Nase (Vorsprung) versehen, welche an einer konvex angeformten Gleitfläche im Druckhebel 31 von oben an diesem angreift. Alternativ hierzu kann auch eine kleine, gleitgelagerte Laufrolle oder ein einfacher Bolzen als Angriffspunkt im Endbereich des Druckhebels 31 vorgesehen werden.
Der Berührpunkt zwischen der Nase und dem Angriffspunkt im Druckhebel 31 sollte hierbei so nah wie möglich an der Berührlinie der Abstützflächen 31b an den Führungsflächen 21a gewählt werden, damit es nur zu einer geringfügigen Relativbewegung der Bauteile während einer Verstell- und/oder Schwingbewegung kommt.
Zur gleichzeitigen Verstellung der Schieber mehrerer Zylinder wird eine Verstellung wiederum mit Vorteil durch die, als drehbare Zahnwelle ausgestaltete Lagerachse 51 des Schlepphebels 41 bewirkt, welche mit einer Geradverzahnung der Schieber in Antriebsverbindung steht.
Eine geradlinige Führungsfläche 21a kann grundsätzlich auch durch die Zylindermantelfläche entlang der Längsachse eines Führungsbolzens gebildet sein, wobei die Abstützfläche 31b am Druckhebel 31 beispielweise als bogenförmiger Einstich mit dem Zentrum C31 in Form eines V-förmigen Prismas oder eines Halbkreises gefertigt sein kann.
Hierbei kann der Führungsbolzen auch als gleichzeitig als Verstellelement ausgestaltet sein. Hierzu wird vorgeschlagen, dass der Bolzen in seiner Längsachse mit einer Geradverzahnung versehen wird. Hierbei wird der Druckhebel 31 mit einem zusätzlichen, mittigem Einstich versehen, in welchem ein außenverzahntes Ringsegment konzentrisch zur Achse C31 orientiert und Stoff- oder Formschlüssig mit dem Druckhebel 31 gefügt wird.
Hierbei ist der Bolzen linearbeweglich in zwei übereinanderliegenden, konzentrischen Bohrungen im Zylinderkopf geführt und wird von der Verstelleinrichtung linear verschoben.
Als weitere Verstellmöglichkeit wird vorgeschlagen, das ein kombinierter Verstell- und Führungsbolzen, wie bereits bei einem Schieber angeregt, mit einer Nase versehen wird, welche dem Druckhebel 31 zugewandt ist.
Diese Nase greift hierbei wiederum an einer Gleitfläche oder Laufrolle im Endbereich des Druckhebels 31 an diesem an.
Eine gleichzeitige Verstellung der kombinierten Verstell- und Führungsbolzen mehrerer Zylinder wird wiederum mit Vorteil durch die, als drehbare Zahnwelle ausgestaltete Lagerachse 51 des Schlepphebels 41 bewirkt.
Ein kombinierter Verstell- und Führungsbolzen kann hierbei zusätzlich als Hohlzylinder ausgeführt sein, in welchem ein hydraulisch betätigter Kolben konzentrisch angeordnet liegt. In diesem Kolben ist die Nase eingepresst oder geschraubt, wobei die Nase den Hohlzylinder durch ein Langloch seitlich durchdringt.
Hierbei wird durch eine zusätzliche hydraulische Verstellmöglichkeit der Verstellnase in zwei Endlagen weiter eine selektive Zylinderabschaltung ermöglicht.
Hierzu wird bei einer Deaktivierung eines Zylinders lediglich der entsprechende, obere Druckraum im Verstellbolzen entlastet.
In einer weiteren Ausführung einer Verstelleinrichtung kann die Lagerachse 51 des Schlepphebels 41 in ihrer Funktion zusätzlich als drehbare Exzenterwelle oder Kurbelwelle ausgeführt sein, wobei der Exzenter oder der Kurbelzapfen über mindestens eine Verbindungsstrebe mit dem Druckhebel 31 gelenkig verbunden ist.
Die Anlenkung der Verbindungsstrebe am Druckhebel 31 erfolgt hierbei durch einen Koppelbolzen, welcher an dem, der Führungsfläche 21a zugewandtem Endbereich des Druckhebels 31 vorgesehen wird.
Die Verstellbewegung des Druckhebels 31 entlang der Führungsfläche 21a wird hierbei durch eine Drehbewegung der Exzenter- bzw. Kurbelwelle um das Zentrum C51 bewirkt.
Hierzu 4
Bei allen zuvor beschriebenen erfinderischen Hubventilsteuerungen (1, 2, 4) können die axialen Positionen und Anzahl der Laufrollen 3c, 31c, 3a, 31a, der Steuerkulissen 4d, 41d und der Schlepphebel 4, 41 auch abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen ausgestaltet werden.
Insbesondere bei sehr hochdrehenden Sport- oder Kradmotoren kann beispielsweise die Abgriffrolle 3c, 31c auch durch eine oder zwei benachbarte, angeformte Gleitflächen ersetzt werden.
Zwei benachbarte Gleitflächen liegen hierbei mit Vorteil beiderseits eines Einzelschlepphebels angeordnet und werden von zwei axial benachbarten, schmalen Nocken pro Ventil parallel beaufschlagt.
Hierbei ist für jedes Hubventil 6, 61 ein separater Druckhebel 3, 31 mit einzelner Druckrolle 3a, 31a und ein Einzelschlepphebel mit einer einzelnen Steuerkulisse 4d, 41d vorgesehen. Hierdurch können die auftretenden Massenkräfte nochmals weiter reduziert werden.
Hierbei kann auch lediglich eine mechanische Ventilspieleinstellvorrichtung vorgesehen sein. Mit Vorteil ist der Schlepphebel 4, 41 hierbei durch eine zusätzliche Rückstellfeder, z.B. eine Druckfeder oder Schenkelfeder, gegen den Druckhebel 3, 31 vorgespannt, wodurch stets der satte Kontakt zwischen den Druckrollen 3a, 31a und den Steuerkulissen 4d, 41d gewährleistet bleibt.
Insbesondere sei hier noch angemerkt, das alternativ zu einem Schlepphebel 4, 41 auch ein Kipphebel zur Betätigung der Hubventile 6, 61 vorgesehen sein kann, wobei die Nockenwelle und der Druckhebel im wesentlichen unterhalb der Schwinghebelachse C5, C51 angeordnet liegen, wobei die Hubventilsteuerung quasi über Kopf im Zylinderkopf angeordnet liegt.

Claims

Vollvariable Hubventilsteuerung einer Brennkraftmaschine (1 und 2), wobei – die Hubventilsteuerung mit einem Abstützelement (2) mit einer kreisbogenförmigen Abstützfläche (2a) mit einem Zentrum C2 versehen ist. – ein Druckhebel (3) vorgesehen ist, welcher mit mindestens einer Druckrolle (3a) mit einem Zentrum C3 versehen ist und sich der Druckhebel (3) mit seinem einem Endbereich über mindestens eine, konzentrisch zum Zentrum C3 angeordnete Abstützfläche (3b), an der kreisbogenförmigen Abstützfläche (2a) mit dem Zentrum C2 des Abstützelements (2) abstützt. – der Druckhebel (3) über eine Angriffsfläche (3c) mit einer rotierenden Nockenwelle (1) in Kontakt steht und von dieser in eine Schwingbewegung versetzt wird. – das Ventilbetätigungsglied (4) durch einen, um ein Zentrum C5 schwenkbeweglichen Schwinghebel (4) gebildet ist, wobei der Schwinghebel (4) mit einer Steuerkulisse (4d) versehen ist, welche mit der Druckrolle (3a) des Druckhebels (3) in Kontakt steht und die Steuerkulisse (4d) von einer Ventilrastsektion (4a), welche bei geschlossenem Hubventil (6) konzentrisch zum Zentrum C2 der Verstellwelle (2) angeordnet liegt, über eine Anlauframpe (4b) in eine, sich in Richtung der Verstellwelle (2) erstreckende Hubsektion (4c) übergeht. – durch die Verstellbewegung eines Verstellmittels (2) eine Verlagerung der Abstützfläche (3b) des Druckhebels (3) entlang der Abstützfläche (2a) des Abstützelements (2) bewirkt wird, wodurch der Eingriffsbereich der Druckrolle (3a) auf die Steuerkulisse (4d) verlagert wird, dadurch gekennzeichnet dass, – der Druckhebel (3) im wesentlichen horizontal im Zylinderkopf angeordnet liegt, wobei die Druckrolle (3a) im wesentlichen mittig in der Längsachse des Druckhebels (3) angeordnet liegt und der Druckhebel (3) mit seinem, der Abstützfläche (3b) abgewandten Endbereich mit der Nockenwelle (1) in Kontakt steht.
Vollvariable Hubventilsteuerung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass, – die Abstützfläche (2a) durch eine Zylindermantelfläche an einer Verstellwelle (2) mit dem Drehzentrum C2 gebildet ist, wobei die Verstellwelle (2) über eine Verzahnung mit dem Zentrum C2 mit einer Bogenverzahnung mit dem Zentrum C3 des Druckhebels (3) im Eingriff steht. oder – die Abstützfläche (2a) von der äußeren Zylindermantelfläche mindestens einer wälzgelagerten Abstützrolle mit dem Zentrum C2 gebildet ist, wobei der Druckhebel (3) an seinem, der Abstützrolle zugewandtem Endbereich, von einem Verstellmittel beaufschlagt und gehalten ist.
Vollvariable Hubventilsteuerung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass, – der Schwinghebel (4) wahlweise durch einen Schlepphebel (4) oder einen Kipphebel gebildet ist.
Vollvariable Hubventilsteuerung einer Brennkraftmaschine (4) mit einem Zwischenglied (31), welches über eine erste Angriffsfläche von einer rotierenden Nockenwelle (11) beaufschlagt wird und über eine zweite Angriffsfläche (31a) auf ein Ventilbetätigungsglied (41) einwirkt, welches mindestens ein schließfederbeaufschlagtes Hubventil (61) betätigt, dadurch gekennzeichnet dass, – die Hubventilsteuerung mit einer, relativ zur Zylinderkopfstruktur eindeutig angeordneten, geradlinigen Führungsfläche (21a) versehen ist – das Zwischenglied durch einen Druckhebel (31) gebildet ist, welcher mit mindestens einer Druckrolle (31a) mit einem Zentrum C31 versehen ist und sich der Druckhebel (31) mit seinem einem Endbereich über mindestens eine, konzentrisch zum Zentrum C31 angeordnete Abstützfläche (31b) an der geradlinigen Führungsfläche (21a) abstützt. – der Druckhebel (31) über eine Angriffsfläche (31c) mit einer rotierenden Nockenwelle (11) in Kontakt steht und von dieser in eine Schwingbewegung versetzt wird. – das Ventilbetätigungsglied (41) durch einen, um ein Zentrum C51 schwenkbeweglichen Schwinghebel (41) gebildet ist, wobei der Schwinghebel (41) mit einer Steuerkulisse (41d) versehen ist, welche mit der Druckrolle (31a) des Druckhebels (31) in Kontakt steht und die Steuerkulisse (41d) von einer geradlinigen Ventilrastsektion (41a), welche bei geschlossenem Hubventil (61) parallel zur geradlinigen Führungsfläche (21a) angeordnet liegt, über eine Anlauframpe (41b) in eine, sich in Richtung der Führungsfläche (21a) erstreckende Hubsektion (41e) übergeht. – durch die Verstellbewegung eines Verstellmittels (21) eine Verlagerung der Abstützfläche (31b) des Druckhebels (31) entlang der geradlinigen Führungsfläche (21a) bewirkt wird, wodurch der Eingriffsbereich der Druckrolle (31a) auf die Steuerkulisse (41d) verlagert wird.
Vollvariable Hubventilsteuerung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet dass, der Druckhebel (31) im wesentlichen horizontal im Zylinderkopf angeordnet liegt, wobei die Druckrolle (31a) im wesentlichen mittig in der Längsachse des Druckhebels (31) angeordnet liegt und der Druckhebel (31) mit seinem, der Abstützfläche (31b) abgewandten Endbereich mit der Nockenwelle (11) in Kontakt steht.
Vollvariable Hubventilsteuerung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet dass, – die geradlinige Führungsfläche (21a) durch mindestens eine ebene Fläche (21a) gebildet ist, welche ortsfest in der Zylinderkopfstruktur angeordnet ist oder relativ zur Zylinderkopfstruktur linear beweglich geführt ist. oder – die geradlinige Führungsfläche (21a) durch mindestens eine Zylindermantelfläche entlang ihrer Längsachse gebildet ist, welche ortsfest in der Zylinderkopfstruktur angeordnet ist oder relativ zur Zylinderkopfstruktur linear beweglich geführt ist.
Vollvariable Hubventilsteuerung nach Anspruch 4 und 6 dadurch gekennzeichnet dass, – eine linearbewegliche Führungsfläche (21a) an einem Verstellelement, insbesondere einer Zahnstange (21), einem Schieber, oder einem Verstellbolzen vorgesehen ist, welches die Verstellbewegung des Druckhebels (31) bewirkt.
Vollvariable Hubventilsteuerung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet dass, – der Schwinghebel (41) wahlweise durch einen Schlepphebel (41) oder einen Kipphebel gebildet ist.