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Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit einer wenigstens einen Ventilbetätigungsnocken aufweisenden Nockenwelle und einem Schlepphebel, der einen Betätigungsbereich aufweist, der wenigstens einmal pro Umdrehung der Nockenwelle von dem Ventilbetätigungsnocken kraftbeaufschlagt wird, wobei der Schlepphebel einerseits des Betätigungsbereichs an einer Lagerstelle um eine Schlepphebeldrehachse drehbar gelagert ist und andererseits des Betätigungsbereichs einen Kontaktbereich aufweist, über welchen der Schlepphebel bei Kraftbeaufschlagung des Betätigungsbereichs ein Gaswechselventil des Ventiltriebs betätigt.
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Der Ventiltrieb dient der Betätigung des wenigstens einen Gaswechselventils. Dieses kann beispielsweise als Gaseinlassventil oder als Gasauslassventil ausgestaltet sein. Der Ventiltrieb kann zusammen mit dem Gaswechselventil einen Bestandteil der Brennkraftmaschine bilden. Er verfügt über die Nockenwelle, welche vorzugsweise von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird und hierzu mit dieser in Wirkverbindung steht, vorzugsweise starr und/oder permanent. Selbstverständlich kann jedoch in der Wirkverbindung zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle ein Nockenwellensteller vorliegen, mittels welchem ein Drehwinkelversatz zwischen der Kurbelwelle und der Nockenwelle einstellbar ist.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
US 8,601,989 B2 bekannt. Diese beschreibt einen variablen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Ventiltrieben Vorteile aufweist, insbesondere auf einfache Art und Weise eine Veränderung von Steuerzeiten und/oder einem Hub des Gaswechselventils ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Schlepphebel bezüglich der Nockenwelle verlagerbar ist, insbesondere bezüglich einer von der Schlepphebeldrehachse verschiedenen Stelldrehachse drehbar gelagert ist, sodass ein Hebelabstand zwischen der Lagerstelle und dem Kontaktbereich einstellbar ist.
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Die Nockenwelle verfügt über den wenigstens einen Ventilbetätigungsnocken, der der Betätigung des Gaswechselventils dient. Die Betätigung des Gaswechselventils durch den Ventilbetätigungsnocken erfolgt über den Schlepphebel, über welchen insoweit zumindest zeitweise eine Wirkverbindung zwischen dem Ventilbetätigungsnocken und dem Gaswechselventil vorliegt. Der Schlepphebel verfügt über den Betätigungsbereich, der wenigstens einmal pro Umdrehung der Nockenwelle von dem Ventilbetätigungsnocken kraftbeaufschlagt wird. Das bedeutet, dass der Ventilbetätigungsnocken den Betätigungsbereich zumindest einmal pro Umdrehung der Nockenwelle von einer Drehachse der Nockenwelle weg drängt, sodass die Kraftbeaufschlagung des Betätigungsbereichs beziehungsweise des Schlepphebels vorliegt.
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Einerseits des Betätigungsbereichs ist der Schlepphebel drehbar gelagert, nämlich um die Schlepphebeldrehachse. Die Lagerung erfolgt an der Lagerstelle. Bei der Betätigung des Betätigungsbereichs durch den Ventilbetätigungsnocken wird der Schlepphebel um die Schlepphebeldrehachse gedreht beziehungsweise ausgelenkt, sodass der auf der anderen Seite des Betätigungsbereichs vorliegende Kontaktbereich in Wirkverbindung zu dem Gaswechselventil tritt und dieses betätigt, insbesondere zum wenigstens teilweisen Öffnen.
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Bei einer Verlagerung des Betätigungsbereichs aufgrund der Kraftbeaufschlagung durch den Ventilbetätigungsnocken wird insoweit auch der Kontaktbereich ausgelenkt und entsprechend das Gaswechselventil betätigt. Beispielsweise liegt der Betätigungsbereich an dem Gaswechselventil, hier insbesondere an einem Ventilschaft des Gaswechselventils, an. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Betätigungsbereich an einem Stellelement anliegt, welcher wiederum mit dem Gaswechselventil beziehungsweise dessen Ventilschaft wirkverbunden ist. Vorzugsweise ist dem Gaswechselventil wenigstens eine Ventilfeder zugeordnet, welche eine Federkraft auf das Gaswechselventil ausübt, die der Betätigung des Gaswechselventils durch den Schlepphebel entgegenwirkt.
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Der Ventiltrieb ist dazu ausgestaltet, eine Veränderung von Betätigungsparametern des Gaswechselventils, beispielsweise der Steuerzeiten und/oder des Hubs des Gaswechselventils, zu ermöglichen. Unter den Steuerzeiten sind dabei beispielsweise ein Öffnungszeitpunkt, zu welchem das Gaswechselventil aus einer Geschlossenstellung herausverlagert wird, und/oder ein Schließzeitpunkt, zu welchem das Gaswechselventil die Geschlossenstellung wieder erreicht, zu verstehen.
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Das bedeutet, dass mittels des Ventiltriebs auch die Dauer eines Öffnungszeitraums des Gaswechselventils beeinflusst werden kann, der einerseits von dem Öffnungszeitpunkt und andererseits von dem Schließzeitpunkt begrenzt ist und während welchem sich das Gaswechselventil außerhalb seiner Geschlossenstellung befindet, also wenigstens teilweise geöffnet ist. Unter dem Hub des Gaswechselventils ist das Ausmaß der Verlagerung des Gaswechselventils aus seiner Geschlossenstellung heraus zu verstehen, anders ausgedrückt also die Verlagerung des Gaswechselventils, bei welcher der maximale Durchströmungsquerschnitt erzielt wird, der von dem Gaswechselventil während des Öffnungszeitraums freigegeben wird.
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Um die Verstellbarkeit der Betätigungsparameter zu erzielen, also einen variablen Ventiltrieb zu schaffen, soll der Schlepphebel bezüglich der Nockenwelle verlagerbar sein. Durch die Verlagerung ist der Hebelabstand zwischen der Lagerstelle und dem Kontaktbereich einstellbar, während bevorzugt der Hebelabstand zwischen der Lagerstelle und dem Betätigungsbereich konstant oder zumindest nahezu konstant bleibt beziehungsweise sich in geringerem Ausmaß verändert als der Hebelabstand zwischen der Lagerstelle und dem Kontaktbereich bei gleicher Verlagerung des Schlepphebels.
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Anders ausgedrückt soll sich der Abstand des Betätigungsbereichs, an welchem der Schlepphebel von dem Ventilbetätigungsnocken kraftbeaufschlagt wird, von der Lagerstelle nicht oder lediglich geringfügig verändern, während sich der Abstand zwischen der Lagerstelle und dem Kontaktbereich derart verändert, dass sich das Gaswechselventil zum gewünschten Öffnungszeitpunkt öffnet und zum gewünschten Schließzeitpunkt wieder schließt, wobei während des von dem Öffnungszeitpunkt und dem Schließzeitpunkt eingeschlossenen Öffnungszeitraums erreichte Hub des Gaswechselventils ebenfalls dem gewünschten Hub entspricht.
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Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass der Schlepphebel bezüglich der Stelldrehachse drehbar gelagert ist, wobei die Stelldrehachse von der Schlepphebeldrehachse verschieden ist. Beispielsweise entspricht die Stelldrehachse der Drehachse der Nockenwelle, welche auch als Nockenwellendrehachse bezeichnet werden kann. Diese ermöglicht eine besonders einfache Realisierung des Ventiltriebs.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Betätigungsbereich auf einer gekrümmten Gleitfläche des Schlepphebels vorliegt. Die Gleitfläche ist in Umfangsrichtung bezüglich der Schlepphebeldrehachse oder bevorzugt der Stelldrehachse gekrümmt, weist also entlang ihres Verlaufs unterschiedliche Abstände zu dieser Drehachse auf. Die Krümmung der Gleitfläche kann über ihre gesamte Erstreckung gleich sein. Die Krümmung kann sich jedoch auch verändern, um bei einer bestimmten Stellung des Schlepphebels bezüglich der Nockenwelle, insbesondere einer bestimmten Drehwinkelstellung, den gewünschten Öffnungszeitpunkt, den gewünschten Schließzeitpunkt und/oder den gewünschten Hub zu erzielen.
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Der Betätigungsbereich beschreibt stets denjenigen Bereich der Gleitfläche, über welchen die Gleitfläche das Gaswechselventil bei Kraftbeaufschlagung des Betätigungsbereichs betätigt, also der Bereich, welcher das Gaswechselventil beziehungsweise das dem Gaswechselventil zugeordnete Betätigungselement zur Betätigung des Gaswechselventils auslenkt. Es kann vorgesehen sein, dass das Gaswechselventil beziehungsweise das Betätigungselement permanent an der Gleitfläche des Schlepphebels anliegt, also mit dieser in Berührkontakt steht, zumindest wenn sich das Gaswechselventil in seiner Geschlossenstellung befindet. Auf diese Art und Weise wird ein besonders geringes Ventilspiel beziehungsweise ein geringer Leerhub des Ventiltriebs erzielt.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stelldrehachse einer Nockenwellendrehachse der Nockenwelle entspricht. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Eine solche Wahl der Stelldrehachse ermöglicht eine besonders einfache Realisierung des Ventiltriebs, welcher zudem eine hervorragende Stellbarkeit aufweist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Schlepphebel als Rollenschlepphebel ausgebildet ist, wobei der Betätigungsbereich an einer drehbar gelagerten Rolle des Schlepphebels vorliegt. Der Schlepphebel weist insoweit die Rolle auf, welche an ihm drehbar gelagert ist, insbesondere um eine Rollendrehachse, welche von der Schlepphebeldrehachse und/oder der Stelldrehachse verschieden ist, insbesondere beabstandet parallel zu der Schlepphebeldrehachse und/oder der Stelldrehachse vorliegt. Durch die Verwendung des Rollenschlepphebels kann die Reibung zwischen dem Ventilbetätigungsnocken und dem Schlepphebel deutlich verringert werden, weil die Kraftbeaufschlagung des Schlepphebels durch den Ventilbetätigungsnocken über die Rolle erfolgt, welche hierbei eine Drehbewegung beschreibt. Beispielsweise ist die Rolle mittels eines Wälzlagers an dem Schlepphebel gelagert, insbesondere mittels eines Nadellagers oder Zylinderrollenlagers.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Schlepphebel bezüglich eines Stützelements um die Schlepphebeldrehachse und das Stützelement um die Stelldrehachse drehbar gelagert ist. Die Lagerstelle des Schlepphebels liegt also beispielsweise an dem Stützelement an oder ist an diesem drehbar gelagert. Das Stützelement dient dem Abstützen des Schlepphebels an der Lagerstelle, insbesondere während der Schlepphebel von dem Ventilbetätigungsnocken kraftbeaufschlagt wird. Das Stützelement ist seinerseits bezüglich der Nockenwelle verlagerbar, insbesondere um die Stelldrehachse drehbar gelagert.
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Während also während der Kraftbeaufschlagung des Schlepphebels durch den Ventilbetätigungsnocken der Schlepphebel bezüglich des Stützelements ausgelenkt, insbesondere um die Schlepphebeldrehachse gedreht wird, ist es zum Verstellen des Öffnungszeitpunkts, des Schließzeitpunkts und/oder des Hubs vorgesehen, den Schlepphebel gemeinsam mit dem Stützelement bezüglich der Nockenwelle zu verlagern. Besonders bevorzugt ist es dabei vorgesehen, den Schlepphebel gemeinsam mit dem Stützelement um die Stelldrehachse zu drehen, wobei für unterschiedliche Positionen des Stützelements, insbesondere für unterschiedliche Drehwinkelstellungen des Stützelements, unterschiedliche Betätigungsparameter, also zum Beispiel unterschiedliche Steuerzeiten und/oder unterschiedliche Hübe, vorliegen.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schlepphebel an einem Ventilspielausgleichselement des Stützelements um die Schlepphebeldrehachse drehbar gelagert ist. Das Ventilspielausgleichselement, welches vorzugsweise als hydraulisches Ventilspielausgleichselement (HVA) ausgeführt ist, dient dem Ausgleich, insbesondere der Reduzierung, bevorzugt der Eliminierung, des Ventilspiels. Idealerweise sorgt das Ventilspielausgleichselement also dafür, dass der Schlepphebel permanent einerseits mit seinem Betätigungsbereich an dem Ventilbetätigungsnocken und andererseits mit dem Betätigungsbereich an dem Gaswechselventil beziehungsweise dem Betätigungselement anliegt, ohne dass tatsächlich eine Betätigung des Gaswechselventils erfolgen muss.
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Insbesondere erfolgt keine Betätigung des Gaswechselventils, wenn der Betätigungsbereich des Schlepphebels an einem Grundkreis des Ventilbetätigungsnockens anliegt. Die Betätigung erfolgt somit ausschließlich dann, wenn ein Nockenvorsprung des Ventilbetätigungsnockens, welcher über den Grundkreis übersteht, an dem Betätigungsbereich anliegt. Mithilfe des Ventilspielausgleichselement, welches das Ventilspiel reduziert oder sogar eliminiert, kann nun erreicht werden, dass die Betätigung des Gaswechselventils unverzüglich erfolgt, sobald der Betätigungsbereich von dem Nockenvorsprung kraftbeaufschlagt wird. Beispielsweise liegt die Lagerstelle des Schlepphebels auf dem Ventilspielausgleichselement auf, sodass sich insgesamt der Schlepphebel auf dem Ventilspielausgleichselement abstützt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Schlepphebel als Mehrfachschlepphebel ausgebildet ist, der mehrere Betätigungsbereiche für mehrere Ventilbetätigungsnocken und mehrere Kontaktbereiche zur Betätigung mehrerer Gaswechselventile aufweist, insbesondere auf bezüglich der Nockenwellendrehachse in axialer Richtung gegenüberliegenden Seiten der Lagerstelle. Mithilfe des Schlepphebels können insoweit mehrere Gaswechselventile betätigt werden, wobei jedem der Gaswechselventile bevorzugt ein separater Ventilbetätigungsnocken der Nockenwelle zugeordnet ist.
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Entsprechend verfügt der Mehrfachschlepphebel über mehrere Betätigungsbereiche, insbesondere über jeweils einen Betätigungsbereich für jeden Ventilbetätigungsnocken, der der Betätigung eines dem Schlepphebel zugeordneten Gaswechselventils dient. Jedem Betätigungsbereich ist vorzugsweise genau einer der Kontaktbereiche zugeordnet, wobei bei Kraftbeaufschlagung eines der Betätigungsbereiche lediglich dasjenige Gaswechselventil betätigt wird, das mit dem kraftbeaufschlagten Betätigungsbereich zugeordneten Kontaktbereich zusammenwirkt. Die dem Mehrfachschlepphebel zugeordneten Ventilbetätigungsnocken sind vorzugsweise identisch ausgebildet.
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Die Einstellung der Betätigungsparameter durch die Verlagerung des Schlepphebels erfolgt für die dem Schlepphebel zugeordneten Gaswechselventile gemeinsam. Dies hat den Vorteil, dass die Anzahl der notwendigen Schlepphebel deutlich verringert werden kann. Beispielsweise sind die Gaswechselventile, welche demselben Schlepphebel zugeordnet sind, ebenfalls demselben Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet. Insoweit stellen die Gaswechselventile, die dem Mehrfachschlepphebel zugeordnet sind, beispielsweise Gaseinlassventile oder Gasauslassventile desselben Zylinders dar.
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Die Betätigungsbereiche und die Kontaktbereiche des Schlepphebels sind vorzugsweise in axialer Richtung bezüglich der Nockenwellendrehachse auf gegenüberliegenden Seiten der Lagerstelle angeordnet. Insbesondere sind auf jeder Seite der Lagerstelle – in axialer Richtung gesehen – genau ein Betätigungsbereich sowie genau ein Kontaktbereich vorgesehen. Selbstverständlich können auf jeder Seite jedoch auch mehrere Betätigungsbereiche sowie mehrere Kontaktbereiche vorliegen, wobei vorzugsweise auf jeder Seite der Lagerstelle dieselbe Anzahl an Betätigungsbereichen und Kontaktbereichen vorliegt.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Mehrfachschlepphebel mittels eines einzigen Stützelements gelagert ist. Entsprechend kann die Teileanzahl des Ventiltriebs deutlich reduziert werden, insbesondere ist – falls ein solches vorhanden ist – lediglich ein Ventilspielausgleichselement notwendig, um die Ventilspiele der dem Mehrfachschlepphebel zugeordneten Gaswechselventile auszugleichen, insbesondere zu eliminieren.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Stützelement auf der Nockenwelle drehbar gelagert ist. Dies ermöglicht eine einfache Realisierung des Ventiltriebs. Beispielsweise ist das Stützelement unmittelbar benachbart zu demjenigen Ventilbetätigungsnocken auf der Nockenwelle gelagert, welcher zur Betätigung des Gaswechselventils mit dem Betätigungsbereich des Schlepphebels zusammenwirkt. Ist der Schlepphebel als Mehrfachschlepphebel ausgestaltet, wird er also von mehreren Ventilbetätigungsnocken kraftbeaufschlagt, so kann das Stützelement zwischen diesen Ventilbetätigungsnocken auf der Nockenwelle gelagert sein, insbesondere derart, dass es in axialer Richtung an wenigstens einem der Ventilbetätigungsnocken, vorzugsweise an beiden Ventilbetätigungsnocken, anliegt.
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Schließlich kann in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass das Stützelement über eine Stellachse mittels eines Aktuators verlagerbar, insbesondere um die Stelldrehachse drehbar ist, insbesondere mehrere Stützelement über die Stelldrehachse miteinander verbunden und gemeinsam mittels des Aktuators verlagerbar sind. Dem Stützelement ist insoweit die Stellachse zugeordnet beziehungsweise ist es mit dieser wirkverbunden. An der Stellachse greift der Aktuator an, um die Verlagerung des Stützelements zur Verstellung der Betätigungsparameter zu bewirken. Besonders bevorzugt kann das Stützelement dabei mithilfe des Aktuators um die Stellachse gedreht werden. Sind mehrere Stützelemente und entsprechend mehrere Schlepphebel vorgesehen, so können diese mehreren Stützelemente über die Stelldrehachse miteinander verbunden sein, sodass eine gemeinsame Verlagerung mithilfe des Aktuators möglich ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Ventiltriebs für eine Brennkraftmaschine, welcher eine Nockenwelle und mehrere Gaswechselventile aufweist,
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2 eine schematische Seitenansicht des Ventiltriebs, wobei ein Schlepphebel in einer ersten Schlepphebelstellung angeordnet ist, in welcher erste Betätigungsparameter für ein dem Schlepphebel zugeordnetes Gaswechselventil vorliegen, sowie
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3 eine Seitenansicht des Ventiltriebs, wobei sich der Schlepphebel in einer zweiten Schlepphebelstellung befindet, in welcher für das zugeordnete Gaswechselventil zweite Betätigungsparameter vorliegen.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ventiltriebs 1 für eine nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine. Der Ventiltrieb 1 verfügt über eine Nockenwelle 2, auf der mehrere Ventilbetätigungsnocken 3, 4, 5, 6, 7 und 8 angeordnet sind. Jeweils zwei der Ventilbetätigungsnocken 3, 4, 5, 6, 7 und 8 sind einem Schlepphebel 9, 10 beziehungsweise 11 zugeordnet, über welchen Gaswechselventile 12, 13, 14, 15, 16 und 17 durch die Ventilbetätigungsnocken 3, 4, 5, 6, 7 und 8 betätigbar sind. Dabei sind die Ventilbetätigungsnocken 3 und 4 sowie die Gaswechselventile 12 und 13 über den Schlepphebel 9, die Ventilbetätigungsnocken 5 und 6 sowie die Gaswechselventile 14 und 15 über den Schlepphebel 10 und schließlich die Ventilbetätigungsnocken 7 und 8 sowie die Gaswechselventile 16 und 17 über den Schlepphebel 11 miteinander wirkverbindbar.
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Nachfolgend wird lediglich auf den Schlepphebel 9 sowie die Ventilbetätigungsnocken 3 und 4 und die Gaswechselventile 12 und 13 eingegangen. Die Ausführungen sind jedoch stets analog auf die anderen Schlepphebel 10 und 11, die anderen Ventilbetätigungsnocken 5, 6, 7 und 8 sowie die anderen Gaswechselventile 14, 15, 16 und 17 übertragbar.
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Der Schlepphebel 9 ist an einer hier lediglich ansatzweise erkennbaren Lagerstelle 18 um eine Schlepphebeldrehachse 19 drehbar gelagert. Hierzu sitzt er mit der Lagerstelle 18 auf einem Stützelement 20 auf, insbesondere einem Ventilspielausgleichselement 21 des Stützelements 20. Der Schlepphebel 9 ist als Rollenschlepphebel ausgestaltet, weist also zumindest eine drehbar gelagerte Rolle 22 auf. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Schlepphebel 9 zugleich als Mehrfachschlepphebel vor, welcher der Betätigung mehrerer Gaswechselventile, nämlich der Gaswechselventile 12 und 13, dient. Entsprechend ist der Schlepphebel 9 von mehreren Ventilbetätigungsnocken, nämlich den Ventilbetätigungsnocken 3 und 4, kraftbeaufschlagbar. Die dem Schlepphebel 9 beziehungsweise den Schlepphebeln 9, 10 und 11 jeweils zugeordneten Gaswechselventile 12 und 13 beziehungsweise 12 und 13; 14 und 15; 16 und 17 sind bevorzugt identisch ausgebildet und derart angeordnet, dass sie den entsprechenden Schlepphebel 9, 10 oder 11 zu demselben Zeitpunkt mit derselben Auslenkung beaufschlagen.
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Jedem der Ventilbetätigungsnocken 3 und 4 ist eine Rolle 22 zugeordnet, über welche er den Schlepphebel 9 kraftbeaufschlagen kann. Jeder der Ventilbetätigungsnocken 3 und 4 kann dabei genau eines der Gaswechselventile 12 und 13 ansteuern, nämlich der Ventilbetätigungsnocken 3 das Gaswechselventil 12 und der Ventilbetätigungsnocken 4 das Gaswechselventil 13. Der Schlepphebel 9 weist hierzu für jeden der Ventilbetätigungsnocken 3 einen Betätigungsbereich 23 auf, der im Falle der Ausgestaltung des Schlepphebels 9 als Rollenschlepphebel jeweils auf der entsprechenden Rolle 22 vorliegt.
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Weiterhin weist der Schlepphebel 9 für jedes der Gaswechselventile 12 und 13 einen Kontaktbereich 24 auf, über welchen das jeweilige Gaswechselventil 12 beziehungsweise 13 bei einer Kraftbeaufschlagung des entsprechenden Betätigungsbereichs 23 durch den jeweiligen Ventilbetätigungsnocken 3 beziehungsweise 4 betätigbar ist. Bei einer Kraftbeaufschlagung des Betätigungsbereichs 23 durch den Ventilbetätigungsnocken 3 wird insoweit das Gaswechselventil 12 betätigt, während bei einer Kraftbeaufschlagung des anderen Betätigungsbereichs 23 durch den Ventilbetätigungsnocken 4 eine Betätigung des Gaswechselventils 13 erfolgt.
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Die Kontaktbereiche 24, über welchen diese Betätigungen erfolgen, treten zur Betätigung mit dem jeweiligen Gaswechselventil 12 beziehungsweise 13 in Wirkverbindung. Dies kann beispielsweise durch einen unmittelbaren Berührkontakt zwischen dem jeweiligen Kontaktbereich 24 und dem entsprechenden Gaswechselventil 12 beziehungsweise 13 erfolgen. Selbstverständlich kann zwischen dem Kontaktbereich 24 und dem jeweiligen Gaswechselventil 12 beziehungsweise 13 jedoch ein Betätigungselement 25 vorliegen.
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Es ist nun vorgesehen, dass der Schlepphebel 9 beziehungsweise alle Schlepphebel 9, 10 und 11 bezüglich der Nockenwelle 2 verlagerbar sind, insbesondere um eine von der Schlepphebeldrehachse 19 verschiedene Stelldrehachse drehbar gelagert sind. Die Stelldrehachse ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Drehachse 26 der Nockenwelle 2, insoweit also die Nockenwellendrehachse. Die Schlepphebel 9, 10 und 11 beziehungsweise das ihnen jeweils zugeordnete Stützelement 20, sind über eine Stellachse 27 miteinander verbunden, an welcher ein Aktuator angreift. Der Aktuator kann beispielsweise ein Stellmotor, ein Unterdruckaktuator oder ein Öldruckaktuator sein. Mithilfe des Aktuators sind die Schlepphebel 9, 10 und 11 beziehungsweise die ihnen jeweils zugeordneten Stützelemente 20 gemeinsam bezüglich der Nockenwelle 2 verlagerbar, insbesondere um die Stelldrehachse 26 drehbar.
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Dabei können die Schlepphebel 9, 10 und 11 in unterschiedliche Schlepphebelstellungen verlagert werden, wobei jeder der Schlepphebelstellungen Betätigungsparameter der Gaswechselventile 12 und 13 (sowie selbstverständlich der Gaswechselventile 14, 15, 16 und 17) zugeordnet sind, die von den Betätigungsparametern anderer Schlepphebelstellungen verschieden sind. Unter den Betätigungsparametern ist beispielsweise der Öffnungszeitpunkt, der Schließzeitpunkt, die Länge des von dem Öffnungszeitpunkt und dem Schließzeitpunkt begrenzten Öffnungszeitraums sowie der Hub der Gaswechselventile 12 und 13 zu verstehen.
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Das Stützelement 20 ist auf der Nockenwelle 2 drehbar gelagert. Hierbei weist es beispielsweise ein Lager auf, welches die Nockenwelle 2 in Umfangsrichtung bezüglich der Nockenwellendrehachse 26 vollständig umgreift. Das Lager ist zur Erleichterung der Montage beispielsweise als geteiltes Lager ausgestaltet. Das Lager kann entweder als Gleitlager oder als Wälzlager ausgeführt sein. Das Stützelement 20 ist vorzugsweise in axialer Richtung gesehen zwischen den dem entsprechenden Schlepphebel 9 zugeordneten Ventilbetätigungsnocken 3 und 4 gelagert, insbesondere derart, dass es in axialer Richtung gesehen einerseits an dem Ventilbetätigungsnocken 3 und andererseits an dem Ventilbetätigungsnocken 4 anliegt. Hierdurch sind das Stützelement 20 und entsprechend der Schlepphebel 9 in axialer Richtung durch die Ventilbetätigungsnocken 3 und 4 fixiert, sodass keine weiteren Maßnahmen notwendig sind, um den Schlepphebel 9 in axialer Richtung festzusetzen.
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Die 2 zeigt eine Seitenansicht des Ventiltriebs 1, wobei insbesondere der Schlepphebel 9 sowie das Stützelement 20 zu erkennen sind. Der Schlepphebel 9 befindet sich in einer ersten Schlepphebelstellung. Es wird deutlich, dass der Hebelabstand zwischen der Lagerstelle 18 beziehungsweise der Schlepphebeldrehachse 19 sowie dem Betätigungsbereich 23 einerseits nahezu dem Hebelabstand zwischen der Lagerstelle 18 beziehungsweise der Schlepphebeldrehachse 19 und dem Kontaktbereich 24 andererseits entspricht. In dieser Schlepphebelstellung liegen erste Betätigungsparameter für die Gaswechselventile 12 und 13 vor.
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Es ist erkennbar, dass der Kontaktbereich 24 auf einer gekrümmten Gleitfläche 28 des Schlepphebels 9 vorliegt. Die Gleitfläche ist dabei in Umfangsrichtung bezüglich der Nockenwellendrehachse 26 gekrümmt, insbesondere weist sie in radialer Richtung entlang ihrer Erstreckung in Umfangsrichtung unterschiedliche Abstände zu der Nockenwellendrehachse 26 auf. Durch eine Verlagerung des Schlepphebels 9, insbesondere eine Drehung des Schlepphebels 9 um die Stelldrehachse beziehungsweise die Nockenwellendrehachse 26, kann entsprechend der Hebelabstand zwischen der Lagerstelle 18 und dem Kontaktbereich 24 eingestellt werden.
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Dies wird anhand der 3 deutlich. Diese zeigt erneut die Seitenansicht des Ventiltriebs 1, wobei sich nun jedoch der Schlepphebel 9 in einer zweiten Schlepphebelstellung befindet, welche von der ersten Schlepphebelstellung verschieden ist. Hierzu wurde der Schlepphebel 9 mit dem Stützelement 20 um die Stelldrehachse, entsprechend der Nockenwellendrehachse 26, gedreht. Es ist zu erkennen, dass der Hebelabstand zwischen der Lagerstelle 18 und dem Betätigungsbereich 23 im Wesentlichen identisch zu dem Hebelabstand in der ersten Schlepphebelstellung ist. Der Hebelabstand zwischen der Lagerstelle 18 und dem Kontaktbereich 24 ist jedoch deutlich größer als für die erste Schlepphebelstellung, sodass nun andere Betätigungsparameter für die Gaswechselventile 12 und 13 vorliegen. In der gezeigten Darstellung wird zum Beispiel das Gaswechselventil 14 von dem dazugehörigen Ventilbetätigungsnocken 5 ausgelenkt, während das Gaswechselventil 12 in seiner Geschlossenstellung vorliegt.
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Mit der beschriebenen Ausgestaltung ist auf einfache Art und Weise ein variabler Ventiltrieb 1 realisierbar, wobei dieser vorzugsweise einen drehbar auf der Nockenwelle 2 gelagerten Schlepphebel 9 beziehungsweise Rollenschlepphebel aufweist. Beispielsweise kann mit dem Ventiltrieb 1 ein Steuerbereich von 80° Kurbelwellendrehwinkel, ein maximaler Hub von 3 mm bis 10 mm sowie eine Länge des Öffnungszeitraums der Gaswechselventile 12, 13, 14, 15, 16 und 17 von 140° bis 180° Kurbelwellendrehwinkel realisiert werden. Zudem ist eine Verlagerung der Schlepphebel 9, 10 und 11 in unterschiedliche Schlepphebelstellungen mit einem geringen Energieaufwand möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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