DE102012012150B4 - Rocker arm arrangement and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Schlepphebelanordnung,mit mindestens einem Schlepphebel (1), der einen Schlepphebelkörper (2) und eine Rolle (4) aufweist,wobei der Schlepphebelkörper (2) eine Längsachse (3) aufweist,wobei die Rolle (4) um eine Drehachse (5) drehbar in dem Schlepphebelkörper (2) gelagert ist,wobei die Längsachse (3) und die Drehachse (5) senkrecht aufeinander stehen und wobei die Rolle (4) derartig ausgestaltet und gelagert ist, dass die Rolle (4) entlang der Drehachse (5) verschiebbar ist,undmit mindestens einer Verschiebeanordnung (20) zum Verschieben der Rolle (4) entlang der Drehachse (5),dadurch gekennzeichnet,dass die Verschiebeanordnung (20) mindestens einen drehbar um einen Drehpunkt ausgestalteten und angeordneten Stellhebel (22) aufweist,wobei der Drehpunkt auf der Längsachse (3) des Schlepphebelkörpers (2) liegt, dass der Stellhebel (22) ein erstes Ende (23) und ein zweites Ende (24) aufweist, dass die Rolle (4) und das erste Ende (23) mechanisch miteinander gekoppelt sind, unddass die Rolle (4) und der Stellhebel (22) derartig ausgestaltet, aufeinander abgestimmt und relativ zueinander angeordnet sind, dass eine Bewegung des zweiten Endes (24) über das erste Ende (23) eine Verschiebung der Rolle (4) bewirkt.Rocker arm arrangement, with at least one rocker arm (1), which has a rocker arm body (2) and a roller (4), the rocker arm body (2) having a longitudinal axis (3), the roller (4) being rotatable about an axis of rotation (5). is mounted in the rocker arm body (2), the longitudinal axis (3) and the axis of rotation (5) being perpendicular to one another and the roller (4) being designed and mounted in such a way that the roller (4) can be displaced along the axis of rotation (5). and having at least one displacement arrangement (20) for displacing the roller (4) along the axis of rotation (5), characterized in that the displacement arrangement (20) has at least one adjusting lever (22) designed and arranged so as to be rotatable about a pivot point, the pivot point lies on the longitudinal axis (3) of the rocker arm body (2), that the adjusting lever (22) has a first end (23) and a second end (24), that the roller (4) and the first end (23) are mechanically coupled to one another are, andthat the roll e (4) and the adjusting lever (22) are designed, coordinated and arranged relative to one another in such a way that a movement of the second end (24) via the first end (23) causes the roller (4) to be displaced.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlepphebelanordnung, mit mindestens einem Schlepphebel, der einen Schlepphebelkörper und eine Rolle aufweist, wobei der Schlepphebelkörper eine Längsachse aufweist, wobei die Rolle um eine Drehachse drehbar in dem Schlepphebelkörper gelagert ist, wobei die Längsachse und die Drehachse im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen, und wobei die Rolle derartig ausgestaltet und gelagert ist, dass die Rolle entlang der Drehachse verschiebbar ist, und mit mindestens einer Verschiebeanordnung zum Verschieben der Rolle entlang der Drehachse. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Verbrennungsmotor, mit mindestens einer Nockenwelle, die mindestens eine Nockenkombination mit mindestens zwei unterschiedlichen Nocken und/oder Nockenprofilen aufweist, und mit mindestens einer Schlepphebelanordnung, wobei der Schlepphebel der Schlepphebelanordnung der Nockenkombination zugeordnet ist.The invention relates to a rocker arm arrangement, with at least one rocker arm, which has a rocker arm body and a roller, the rocker arm body having a longitudinal axis, the roller being rotatably mounted in the rocker arm body about an axis of rotation, the longitudinal axis and the axis of rotation being essentially perpendicular stand on top of each other, and wherein the roller is designed and mounted in such a way that the roller can be displaced along the axis of rotation, and with at least one displacement arrangement for displacing the roller along the axis of rotation. The invention also relates to an internal combustion engine with at least one camshaft, which has at least one cam combination with at least two different cams and/or cam profiles, and with at least one rocker arm arrangement, the rocker arm of the rocker arm arrangement being assigned to the cam combination.
In Verbrennungsmotoren wird das Öffnungs- und Schließverhalten der Ventile durch die Nocken der Nockenwellen bestimmt. Dabei wirken die rotierenden Nocken über Nockenfolger - z.B. in Form von Kipp-, Schlepp- oder Schwinghebel - auf die Ventile ein. Die meist zungenförmigen Schlepphebel bestehen aus einem Schlepphebelkörper, in welchem eine Rolle angeordnet ist, die in Kontakt mit der Nockenwelle tritt (z.B.
Im Stand der Technik sind Nockenwellenversteller bekannt, über welche das Schalten der Ventile verändert werden kann und somit ein Eingriff in die Steuerung des Verbrennungsmotors möglich ist. Beispiele hierfür finden sich in den nicht vorveröffentlichten Anmeldungen
Anordnungen von unterschiedlichen Nockenkonturen vorgesehen, welche durch das Verschieben der Nockenwelle bzw. von Teilen der Nockenwelle in Eingriff mit den Schlepphebeln kommen und somit für jeweils unterschiedliches Schließ- bzw. Öffnungsverhalten der Ventile des Verbrennungsmotors sorgen.Camshaft adjusters are known in the prior art, via which the switching of the valves can be changed and thus an intervention in the control of the internal combustion engine is possible. Examples of this can be found in the non-prepublished
Arrangements of different cam contours are provided, which come into engagement with the rocker arms by moving the camshaft or parts of the camshaft and thus ensure different closing or opening behavior of the valves of the internal combustion engine.
Weiterhin zeigt der Stand der Technik Anordnungen, die es erlauben, durch zwei unterschiedliche Nocken, die sich axial fest auf einer Nockenwelle befinden, ein Ventil anzusteuern. Bei einer in der Offenlegungsschrift
Die Anordnungen zum Verschieben der Rollen gemäß dem Stand der Technik bestehen somit oft aus empfindlichen Bauteilen wie Federn bzw. anfälligen und in Nähe des Motors befindlichen Einheiten wie Druckräumen. Andere Ausgestaltungen können den prinzipiellen Aufbau des Motors bzw. der Peripherie deutlich verändern.The arrangements for shifting the rollers according to the prior art are therefore often made up of sensitive components such as springs or vulnerable units located close to the engine such as pressure chambers. Other configurations can significantly change the basic structure of the motor or the periphery.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Schlepphebelanordnung vorzuschlagen, die eine möglichst einfache und robuste Variante zum Verschieben der Rolle relativ zu mindestens zwei Nocken bzw. Nockenprofilen erlaubt.The object of the invention is therefore to propose a rocker arm arrangement that allows the simplest and most robust variant possible for moving the roller relative to at least two cams or cam profiles.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Schlepphebelanordnung nach Patentanspruch 1 und einen zugehörigen Verbrennungsmotor mit einer Schlepphebelanordnung nach Patentanspruch 12.The invention solves this problem by means of a rocker arm arrangement according to
Die erfindungsgemäße Schlepphebelanordnung, bei der die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeanordnung mindestens einen drehbar um einen (Dreh-)Punkt auf der Längsachse des Schlepphebelkörpers ausgestalteten und angeordneten Stellhebel aufweist. Dabei weist der Stellhebel ein erstes Ende und ein zweites Ende auf und sind die Rolle und das erste Ende mechanisch miteinander gekoppelt. Weiterhin sind die Rolle und der Stellhebel derartig ausgestaltet, aufeinander abgestimmt und relativ zueinander angeordnet, dass eine Bewegung des zweiten Endes über das erste Ende eine Verschiebung der Rolle bewirkt. Die axiale Bewegung der Rolle entlang ihrer Drehachse wird somit über eine Verschiebeanordnung bewirkt, in der zumindest ein Stellhebel vorgesehen ist. Der Stellhebel ist mit einem Ende mit der Rolle mechanisch gekoppelt, so dass sich eine mechanische Bewegung bzw. Kraft zwischen Ende und Rolle überträgt. Die Bezeichnung Ende ist dabei weit aufzufassen und bezieht sich generell auf einen Bereich des Stellhebels, der in Richtung des jeweiligen Endes des Stellhebels orientiert ist. Der Stellhebel selbst ist drehbar um einen Punkt auf der Längsachse des Schlepphebelkörpers, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Rolle orientiert ist. Wird daher ein Ende des Stellhebels bewegt, so dreht sich der Stellhebel um den Punkt und bewegt die Rolle mit. Dabei sind vorzugsweise der Stellhebel und die damit verbundenen Elemente der Schlepphebelanordnung derartig ausgestaltet und angeordnet, dass auf den Stellhebel eine axiale Kraft wirkt (beispielsweise parallel zur Drehachse) und dass die Rolle ebenfalls axial bewegt wird.The rocker arm arrangement according to the invention, in which the previously derived and indicated object is achieved, is first and foremost characterized in that the displacement arrangement has at least one adjusting lever configured and arranged such that it can rotate about a (pivot) point on the longitudinal axis of the rocker arm body. The adjusting lever has a first end and a second end, and the roller and the first end are mechanically coupled to one another. Furthermore, the roller and the adjusting lever are designed, coordinated with one another and arranged relative to one another in such a way that a movement of the second end via the first end causes the roller to be displaced. The axial movement of the roller along its axis of rotation is thus effected via a displacement arrangement in which at least one adjusting lever is provided. One end of the adjusting lever is mechanically coupled to the roller, so that a mechanical movement or force is transmitted between the end and the roller. The term end is to be interpreted broadly and generally refers to an area of the actuating lever that is oriented in the direction of the respective end of the actuating lever. The adjusting lever itself can be rotated about a point on the longitudinal axis of the rocker arm body, which is oriented essentially perpendicular to the axis of rotation of the roller. Therefore, if one end of the control lever is moved, the control lever rotates about the point and moves the roller with it. The adjusting lever and the associated elements of the rocker arm arrangement are preferably designed and arranged in such a way that an axial force acts on the adjusting lever (for example parallel to the axis of rotation) and that the roller is also moved axially.
Bei der Schlepphebelanordnung gilt prinzipiell, dass durch die axiale Verschiebbarkeit der Rolle des Schlepphebels unabhängig von dem Schlepphebelkörper die Rolle derartig verschoben werden kann, dass sie mit der gewünschten Nockenkontur oder dem gewünschten Nocken in Wechselwirkung tritt. Somit ergibt sich in Abhängigkeit von der axialen Position der Rolle jeweils ein anderes Schließverhalten des Ventils, welchem der Schlepphebel zugeordnet ist. Die Rolle ist dabei insbesondere in dem Schlepphebelkörper entlang der Drehachse bzw. der Trägerachse verschiebbar. Die Trägerachse ist dabei beispielsweise als Stab ausgestaltet, der durch eine entsprechende Aussparung der Rolle derartig hindurchgeführt ist, dass die Rolle entlang der Trägerachse und damit auch entlang der Drehachse axial verschiebbar und um die Drehachse drehbar ist. Dabei ist insbesondere vorzugsweise die Trägerachse fest in dem Schlepphebelkörper angeordnet. Die Trägerachse ist dabei insbesondere fest fixiert gegenüber einer axialen Bewegung längs ihrer eigenen Längsachse bzw. damit auch längs der Drehachse.In principle, the rocker arm arrangement means that the roller can be displaced independently of the rocker arm body due to the axial displaceability of the roller of the rocker arm in such a way that it interacts with the desired cam contour or the desired cam. Thus, depending on the axial position of the roller, there is a different closing behavior of the valve to which the rocker arm is assigned. The roller is displaceable in particular in the rocker arm body along the axis of rotation or the support axis. The support axis is configured as a rod, for example, which is guided through a corresponding recess in the roller in such a way that the roller can be displaced axially along the support axis and thus also along the axis of rotation and can be rotated about the axis of rotation. In this case, the carrier axle is preferably arranged fixedly in the rocker arm body. In this case, the carrier axis is in particular firmly fixed with respect to an axial movement along its own longitudinal axis and thus also along the axis of rotation.
In einer Ausgestaltung der Schlepphebelanordnung ist das erste Ende - also das der Rolle zugewandte Ende - des Stellhebels im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet. Zwischen den zwei Flanken des U-förmigen ersten Endes des Stellhebels ist die Rolle angeordnet. In einer Variante führt auch die Wechselwirkung zwischen den Flanken und der Rolle zur Verschiebung der Rolle entlang ihrer Drehachse.In one embodiment of the rocker arm arrangement, the first end—that is, the end facing the roller—of the adjusting lever is essentially U-shaped. The roller is arranged between the two flanks of the U-shaped first end of the adjusting lever. In a variant, the interaction between the flanks and the roller also leads to the displacement of the roller along its axis of rotation.
Für die Erzeugung der Bewegung ist in einer Ausgestaltung die Rolle verschiebbar auf einer Trägerachse des Schlepphebelkörpers angeordnet, weisen die zwei Flanken des U-förmigen ersten Endes des Stellhebels jeweils eine Aussparung auf und ist die Trägerachse durch die Aussparungen der zwei Flanken hindurchgeführt. In dieser Ausgestaltung umfassen die Flanken des ersten Endes des Stellhebels die Rolle und sind über ihre Aussparungen auf der Trägerachse geführt.To generate the movement, in one embodiment the roller is slidably arranged on a carrier axle of the rocker arm body, the two flanks of the U-shaped first end of the actuating lever each have a recess and the carrier axle is passed through the recesses of the two flanks. In this embodiment, the flanks of the first end of the adjusting lever encompass the roller and are guided via their recesses on the carrier axle.
Zu beachten ist dabei, dass durch die Einwirkung der Nocken der Schlepphebel Bewegungen ausführt, durch die sich auch die Rolle und die Trägerachse relativ zum Stellhebel bewegen. In einer Variante bewegt sich der Stellhebel mit. In einer alternativen Ausgestaltung ist durch die Dimensionierung Sorge dafür getragen, dass die Bewegung in Folge des Einwirkens des Nockens nicht auf den Stellhebel übertragen wird. Dafür ist mindestens eine Aussparung der zwei Flanken als Längsnut ausgestaltet, wobei eine Breite der Längsnut größer oder gleich einem Außendurchmesser der Trägerachse ist. In einer Ausgestaltung sind beide Aussparungen Längsnuten und verfügen über die genannte Abmessung.It should be noted that the action of the cam causes the rocker arm to move, which also causes the roller and the carrier axis to move relative to the adjusting lever. In one variant, the control lever moves with you. In an alternative embodiment, the dimensioning ensures that the movement resulting from the action of the cam is not transferred to the actuating lever. For this purpose, at least one recess of the two flanks is designed as a longitudinal groove, with a width of the longitudinal groove being greater than or equal to an outer diameter of the carrier axis. In one embodiment, both recesses are longitudinal grooves and have the stated dimensions.
Die zwei Flanken verfügen in einer Ausgestaltung auf jeweils einer der Rolle zugewandten (Innen-)Seite jeweils über eine - insbesondere halbkugelförmig ausgestaltete - in Richtung der Rolle zeigende Erhöhung. Um den Kontakt zwischen Rolle und Flanken zu verbessern, wirken die Flanken über eine Halbkugel auf die Rolle bzw. in einer Ausgestaltung auf den äußeren Bund eines Lagers, auf dem die Rolle auf der Trägerachse ruht, so dass die Kraft von der Flanke nur auf das Lager und nicht direkt bzw. unmittelbar auf die Rolle selbst wirkt.In one embodiment, the two flanks each have an elevation pointing in the direction of the roller on the (inner) side facing the roller, in particular in the form of a hemisphere. In order to improve the contact between the roller and the flanks, the flanks act on the roller via a hemisphere or, in one embodiment, on the outer collar of a bearing on which the roller rests on the carrier axle, so that the force from the flank only acts on the Stock and not directly or directly affects the role itself.
Der Stellhebel verfügt in einer Ausgestaltung über einen im Wesentlichen flach ausgestalteten Mittenabschnitt, wobei die zwei Flanken unter einem vorgebbaren Winkel zu einer Ebene, in welcher der Mittenabschnitt im Wesentlichen angeordnet ist, abgewinkelt sind. Die Flanken sind somit quasi nach oben bzw. unten geklappt. In einer Ausgestaltung stehen die Flanken insbesondere im Wesentlichen senkrecht auf der Ebene des Mittenabschnitts. Die Grundform des Stellhebels ist dabei beispielsweise im Wesentlichen zungenförmig gerade, wobei in dieser Ausgestaltung zumindest die Flanken „abstehen“.In one configuration, the adjusting lever has a substantially flat center section, with the two flanks at a predeterminable angle to a plane in which the center section is essentially arranged. are angled. The flanks are thus more or less folded up or down. In one embodiment, the flanks are in particular essentially perpendicular to the plane of the middle section. The basic shape of the adjusting lever is, for example, essentially straight in the shape of a tongue, with at least the flanks “protruding” in this embodiment.
Die folgenden Ausgestaltungen widmen sich der Erzeugung der gleichsam primären Bewegung, die über den Stellhebel zur Verschiebung der Rolle führt.The following configurations are devoted to generating the primary movement, so to speak, which leads to the shifting of the roller via the adjusting lever.
In einer Ausgestaltung ist das zweite Ende des Stellhebels mit einer mindestens eine Bewegung erzeugenden Steuereinheit mechanisch gekoppelt. Mechanische Kopplung bedeutet dabei, dass eine mechanische Kraft von der Steuereinheit auf das zweite Ende des Stellhebels z.B. in Form einer von der Steuereinheit erzeugten Bewegung übertragbar ist. Dabei verläuft insbesondere die von der Steuereinheit erzeugte Bewegung im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle. Die Steuereinheit verfügt dabei beispielsweise über einen Aktor in Form eines Elektromotors oder einer Hydraulikeinheit, die vorzugsweise neben dem Motor angeordnet ist und eine Bewegung erzeugt.In one embodiment, the second end of the adjusting lever is mechanically coupled to a control unit that generates at least one movement. In this case, mechanical coupling means that a mechanical force can be transmitted from the control unit to the second end of the actuating lever, e.g. in the form of a movement generated by the control unit. In particular, the movement generated by the control unit runs essentially parallel to the axis of rotation of the roller. The control unit has, for example, an actuator in the form of an electric motor or a hydraulic unit, which is preferably arranged next to the motor and generates a movement.
Für die Übertragung der Bewegung von der Steuereinheit auf den Stellhebel weist in einer Ausgestaltung das zweite Ende des Stellhebels mindestens eine Aussparung auf, durch die ein Stift (andere Bezeichnung ist: Pin) der Steuereinheit hindurchgeführt ist. Die Verbindung und Ausformung von Stellhebel und Stift sind dabei beispielsweise derartig, dass der Stift den Stellhebel mitnimmt und dadurch bewegt.For the transmission of the movement from the control unit to the adjusting lever, in one embodiment the second end of the adjusting lever has at least one recess through which a pin (another name is: pin) of the control unit is guided. The connection and shaping of the adjusting lever and pin are, for example, such that the pin entrains the adjusting lever and thereby moves it.
Das zweite Ende des Stellhebels ist in einer weiteren Ausgestaltung unter einem vorgebbaren Winkel zu der Ebene, in welcher der Mittenabschnitt im Wesentlichen angeordnet ist, abgewinkelt, wobei das erste Ende und das zweite Ende in eine gleiche Richtung senkrecht zu der Ebene abgewinkelt sind. In dieser Ausgestaltung sind beide Enden des beispielsweise im Wesentlichen zungenförmigen Stellhebels in die gleiche Richtung abgewinkelt. In einer alternativen Variante ist ein Ende „nach oben“ und das andere „nach unten“ abgewinkelt relativ zu der Ebene, in der der im Wesentlichen flache Mittenabschnitt liegt.In a further embodiment, the second end of the adjusting lever is angled at a predeterminable angle to the plane in which the middle section is essentially arranged, the first end and the second end being angled in the same direction perpendicular to the plane. In this embodiment, both ends of the essentially tongue-shaped adjusting lever, for example, are angled in the same direction. In an alternative variation, one end is angled "up" and the other "down" relative to the plane in which the substantially flat central portion lies.
In einer Ausgestaltung ist die Trägerachse fest - und damit insbesondere axial unbeweglich - in dem Schlepphebelkörper angeordnet.In one embodiment, the carrier axle is fixed—and thus in particular cannot move axially—in the rocker arm body.
Für die Schlepphebelanordnung verfügt in einer Ausgestaltung der Schlepphebelkörper über ein ventilseitiges Ende und ein auflageseitiges Ende. Dabei ist die Rolle zwischen dem ventilseitigen Ende und dem auflageseitigen Ende angeordnet und es ist ein Ventilspielausgleichselement vorgesehen, das mit dem auflageseitigen Ende verbunden ist. Das ventilseitige Ende wirkt insbesondere auf das dem Schlepphebel zugeordnete Ventil oder die zugeordneten Ventile.In one embodiment, the rocker arm body for the rocker arm arrangement has a valve-side end and a support-side end. In this case, the roller is arranged between the valve-side end and the support-side end, and a valve play compensation element is provided, which is connected to the support-side end. The end on the valve side acts in particular on the valve or valves assigned to the rocker arm.
In einer mit der vorhergehenden Ausgestaltung einhergehenden Ausgestaltung ist der Stellhebel drehbar um das Ventilspielausgleichselement angeordnet ist. Die Abstützung des Stellhebels wird in dieser Ausgestaltung somit beispielsweise über einen äußeren Zylinder des Ventilspielausgleichselements realisiert. Als Alternative kann auch ein Zapfen oder eine Bohrung im Zylinderkopf verwendet werden für die Lagerung des Schlepphebels um den Drehpunkt.In an embodiment associated with the previous embodiment, the adjusting lever is arranged such that it can rotate around the valve clearance compensation element. The support of the adjusting lever is thus realized in this embodiment, for example, via an outer cylinder of the valve clearance compensation element. As an alternative, a pin or a hole in the cylinder head can be used to mount the rocker arm around the pivot point.
Weiterhin wird die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe in einer weiteren Lehre der Erfindung bei einem eingangs genannten Verbrennungsmotor dadurch gelöst, dass mindestens eine Schlepphebelanordnung nach mindestens einer der zuvor genannten Ausgestaltungen vorgesehen ist und dass der mindestens eine Schlepphebel einer solchen Schlepphebelanordnung einer Nockenkombination mit mindestens zwei unterschiedlichen Nocken und/oder Nockenprofilen der Nockenwelle des Verbrennungsmotors zugeordnet ist. Die unterschiedlichen Nocken bzw. Nockenprofile treten dabei in Abhängigkeit von der axialen Position der Rolle in Wechselwirkung mit dem Schlepphebel und führen somit zu einer anderen Ansteuerung des Ventils, welchem der Schlepphebel zugeordnet ist. Die oben gemachten Ausführungen und Erläuterungen bezüglich der Schlepphebelanordnung gelten somit entsprechend auch für den Verbrennungsmotor, in dem die Schlepphebelanordnung Anwendung findet.Furthermore, the above-derived and indicated object is achieved in a further teaching of the invention in an internal combustion engine mentioned in that at least one rocker arm arrangement is provided according to at least one of the aforementioned configurations and that the at least one rocker arm of such a rocker arm arrangement of a cam combination with at least two different Cam and / or cam profiles of the camshaft of the internal combustion engine is assigned. The different cams or cam profiles interact with the rocker arm as a function of the axial position of the roller and thus lead to a different activation of the valve to which the rocker arm is assigned. The statements and explanations made above with regard to the rocker arm arrangement accordingly also apply to the internal combustion engine in which the rocker arm arrangement is used.
In einer Ausgestaltung des Verbrennungsmotors weist die Nockenwelle eine Längsachse auf, relativ zu der der Schlepphebelkörper des Schlepphebels axial fest angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung hat der Schlepphebelkörper eine feste axiale Position. In einer Ausgestaltung ist ebenfalls die Nockenwelle axial fest angeordnet.In one embodiment of the internal combustion engine, the camshaft has a longitudinal axis relative to which the rocker arm body of the rocker arm is arranged in an axially fixed manner. In this embodiment, the rocker arm body has a fixed axial position. In one embodiment, the camshaft is also arranged in an axially fixed manner.
In Abhängigkeit von den Gegebenheiten des Verbrennungsmotors bzw. der Nockenwelle lässt sich in einer Ausgestaltung für die Schlepphebelanordnung angeben, dass eine Länge der mindestens einen als Längsnut ausgestalteten Aussparung der zwei Flanken größer oder gleich einer maximal durch die Nockenkombination über die Rolle bewirkten Bewegung der Trägerachse ist. Die Längsnute ist oder die Längsnuten sind derartig ausgestaltet, dass die Trägerachse sich relativ zum Stellhebel bzw. zu der oder den Flanken frei und ohne Bewegungsübertragung bewegen kann.Depending on the conditions of the internal combustion engine or the camshaft, in one configuration for the rocker arm arrangement, it can be specified that a length of the at least one cutout of the two flanks, designed as a longitudinal groove, is greater than or equal to a maximum movement of the carrier axis caused by the cam combination via the roller . The longitudinal groove is or the longitudinal grooves are designed in such a way that the carrier axis can move freely and without transmission of movement relative to the actuating lever or to the flank or flanks.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 : eine Draufsicht auf einen Schlepphebel, -
2 : eine Draufsicht auf Bestandteile eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors, -
3 : eine Draufsicht auf für die Beschreibung der erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung und des damit ausgestatteten Verbrennungsmotors in einer Variante zur Ausgestaltung der2 , -
4 : einen Schnitt durch dieAnordnung der 3 entlang der Achse AA, -
5 : eine Draufsicht auf die3 mit der eingezeichneten Achse AA und -
6 : dieDraufsicht der 5 ohne Darstellung der Nockenwelle.
-
1 : a top view of a rocker arm, -
2 : a plan view of components of an internal combustion engine according to the invention, -
3 : a plan view for the description of the rocker arm arrangement according to the invention and the internal combustion engine equipped with it in a variant of the embodiment of FIG2 , -
4 : a section through the arrangement of the3 along the axis AA, -
5 : a top view of the3 with the indicated axis AA and -
6 : the top view of the5 without showing the camshaft.
In der
Die
Die
Für das Ansteuern der unterschiedlichen Nockenprofile ist die Rolle 4 axial längs der Trägerachse 7 innerhalb des Schlepphebelkörpers 2 verschiebbar, wobei die Verschiebung über die Verschiebeanordnung 20 erzeugt wird.In order to control the different cam profiles, the
Die Verschiebeanordnung 20 verfügt für diesen Zweck über einen Stellhebel 22, dessen im Wesentlichen flach ausgestaltetes Mittenteil 29 von dem Ventilspielausgleichselement 14 durchstoßen wird, so dass der Stellhebel 22 um das Ventilspielausgleichselement 14 drehbar ist. Eine solche Drehung wird dadurch bewirkt, dass das zweite Ende 24 des Stellhebels 22 mit dem Stift 31 der Steuereinheit 30 verbunden ist.For this purpose, the
Der Stift 31 wird dabei von einer Aktorik, beispielsweise einem elektromagnetischen Motor oder einer Hydraulikanordnung als Teil der Steuereinheit 30 axial bewegt. In dem gezeigten Fall findet dabei die Bewegung des Stifts 31 insbesondere im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle 4 und zur Längsachse der Nockenwelle 10 statt. In Abhängigkeit von der Ausformung des Stellhebels 22 und der Orientierung zwischen Stift 31 und Stellhebel 22 können jedoch auch andere Bewegungsrichtungen die jeweils gewünschte Drehung des Stellhebels 22 erzielen.The
Durch eine Aussparung 32 des zweiten Endes 24 reicht dabei der Stift 31 hindurch und bewirkt über die Ausgestaltung des zweiten Endes 24 bzw. des Stifts 31, dass das zweite Ende 24 den Bewegungen des Stifts 31 folgt. Hier ruht das zweite Ende 24 in einer Vertiefung, die breiter als das Ende 24 ist, zwischen zwei haltenden Erhöhungen des Stifts 31.The
Die axiale Bewegung des Stifts 31, die daher nur zu geringen Anforderungen bei der Aktorik der Steuereinheit 30 führt, wird durch die drehbare Lagerung des Stellhebels 22 um das Ventilspielausgleichselements 14 herum zu einer axialen Verschiebung der Rolle 4. Bei der Schlepphebelanordnung wird somit eine axiale Bewegung über eine Drehung in eine weitere axiale Bewegung übertragen.The axial movement of the
In der
Die Rolle 4 folgt der jeweiligen Kontur der Nockenkombination 11 und drückt damit auf die Drehachse 7, die fest mit dem Schlepphebelkörper 2 verbunden ist. Daher folgt insbesondere auch das ventilseitige Ende 33 des Schlepphebelkörpers 2 dem Nockenprofil und steuert darüber das Ventil 13. Damit diese Bewegung der Rolle 4 bzw. der Drehachse 7 durch den Stellhebel 22 nicht beeinflusst wird bzw. damit umgekehrt diese Bewegung nicht materialermüdend auf den Stellhebel 22 einwirkt, entspricht die Breite der Längsnut 26 zumindest dem Außendurchmesser der Drehachse 7 und entspricht die Länge der Längsnut 26 zumindest dem effektiv wirksamen maximalen Hub der Konturen der Nockenkombination.The
Das erste Ende 23 und das zweite Ende 24 des Stellhebels 22 sind jeweils aus der Ebene, in der sich der Mittenabschnitt 29 befindet, in die gleiche Richtung abgewinkelt. Das erste Ende 23 steht dabei im Wesentlichen senkrecht auf der Ebene und das zweite Ende 24 ist ungefähr in einem 45°-Winkel geneigt.The
Die
Unterhalb der Nockenwelle 10 mit der Nockenkombination 11 befindet sich die Rolle 4, die von dem U-förmigen ersten Ende 23 des Stellhebels 22 oder genauer von deren Flanken 25 eingefasst wird. Der Stellhebel 22 ist dabei in der gezeigten Ausgestaltung verkippt zwischen der Drehachse der Rolle 4 und der Verschiebeachse des Stifts 31 der Steuereinheit 30 angeordnet. Zu erkennen ist insbesondere, dass das zweite Ende 24 des Stellhebels 22 innerhalb einer Vertiefung des Stifts 31 gehalten wird. Bewegt sich der Stift 31 axial, so folgt ihm der Stellhebel 22 mit dem zweiten Ende 24 und dreht sich über die Fixierung um den Drehpunkt, so dass das erste Ende 23 der Bewegung folgt und daher die Rolle 4 über eine ihrer Flanken 25 mitnimmt.Below the
Im gezeigten Beispiel würde sich für eine Änderung der Ventilsteuerung der Stift 31 nach rechts bewegen. Dem folgt das zweite Ende 24 des Stellhebels 22 und dadurch bewegt sich das erste Ende 23 des Stellhebels 22 nach links. Dadurch drückt die rechte Flanke 25 gegen die Rolle 4 bzw. gegen deren Lagerung und verschiebt die Rolle 4 ebenfalls nach links, so dass die linke Kontur der Nockenkombination 11 die weitere Ventilsteuerung bestimmt.In the example shown, for a change in valve timing, pin 31 would move to the right. This is followed by the
In der
Durch die relative lose Verbindung zwischen den Enden 23, 24 und dem Stift 31 bzw. der Rolle 4, die durch ein jeweils relativ großes Spiel, das ein Verkippen des Stellhebels 22 relativ zum Stift 31 bzw. zur Rolle 4 erlaubt, gegeben ist, wird die Drehung des Stellhebels 22 zur Vermittlung zwischen den beiden axialen Bewegungen des Stifts 31 bzw. der Rolle 4 längs der Drehachse 5 genutzt.Due to the relatively loose connection between the
An den Innenseiten 27 der Flanken 25 des U-förmigen ersten Endes 23 des Stellhebels 22 befindet sich jeweils eine in Richtung der Rolle 4 gerichtete Erhebung 28. Die Erhebungen 28 sind dabei vorzugsweise halbkugelförmig ausgestaltet, um das Verkippen des Stellhebels 22 besser in die axiale Verschiebung der Rolle 4 zu übertragen.On the
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