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Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung.
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Aus der
DE 100 61 594 A1 ist eine Ventiltriebvorrichtung mit einem Ventilhebel, insbesondere einem Schlepphebel, zur Betätigung eines Gaswechselventils und einer schaltbaren Ventilhebelabstützung bekannt. Die Ventilhebelabstützung umfasst eine Gleithülse und ein in der Gleithülse in axialer Richtung bewegbar gelagertes hydraulisches Ventilspielausgleichselement. Zur Realisierung einer Zylinderabschaltung umfasst die Ventilhebelabstützung eine Lost-Motion-Feder, welche seitlich außerhalb der Gleithülse angeordnet ist. Üblicherweise ist das Ventilspielausgleichselement in einem eingeschalteten Zustand eines Zylinders in der Gleithülse ortsfest in axialer Richtung verriegelt, so dass bei einer Betätigung des Ventilhebels über eine Nockenwelle das Gaswechselventil durch ein erstes Ende des Ventilhebels betätigt wird, während sich der Ventilhebel mit einem zweiten Ende an der Ventilhebelabstützung abstützt. In einem abgeschalteten Zustand des Zylinders ist die Verriegelung des Ventilspielausgleichselements in der Gleithülse aufgehoben, so dass beide gegeneinander in axialer Richtung verschiebbar sind. Bei einer Betätigung des Ventilhebels über die Nockenwelle stützt sich der Ventilhebel mit dem ersten Ende am Gaswechselventil ab und bewegt mit dem zweiten Ende das Ventilspielausgleichselement gegen die Federkraft der Lost-Motion-Feder. Hierbei ist eine Federkraft der Lost-Motion-Feder geringer als eine Federkraft einer Rückstellfeder des Gaswechselventils.
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Bei bekannten Verriegelungsmechanismen kommen hydraulische Verriegelungsbolzen zum Einsatz, durch welche das hydraulische Ventilspielausgleichselement in der Gleithülse verriegelt wird. Die Verriegelungsbolzen benötigen unter oder neben dem Ventilspielausgleichselement axial und/oder radial relativ viel Platz, was zu geometrischen und/oder thermodynamischen Nachteilen führen kann. Da ein Längsanschlag beim Ausfahren des Ventilspielausgleichselements unabhängig von den Verriegelungsbolzen erfolgt, benötigen diese zudem beim Verriegeln ein gewisses Spiel, das bei einem Betätigen des Gaswechselventils mittels Anlauframpen in einer Nockenkontur einer Nockenwelle überbrückt werden muss, was wiederum zu thermodynamischen Nachteilen führen kann.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Ventiltriebvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Bauraumbedarfs und/oder einer Spielfreiheit bereitzustellen. Sie wird durch eine Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung mit zumindest einem Ventilhebel, insbesondere einem Schlepphebel, zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils und mit zumindest einer Ventilhebelabstützung, welche eine Gleithülse, ein in der Gleithülse in zumindest einem Betriebszustand gleitend gelagertes hydraulisches Ventilspielausgleichselement und wenigstens eine an dem Ventilspielausgleichselement angreifende Lost-Motion-Feder aufweist, die insbesondere zumindest einen außerhalb der Gleithülse angeordneten Federteil aufweist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Lost-Motion-Feder dazu vorgesehen ist, das Ventilspielausgleichselement gegenüber der Gleithülse formschlüssig zu verriegeln. Eine Verriegelung kann dabei durch die Lost-Motion-Feder unmittelbar oder auch mittelbar über ein weiteres, von der Lost-Motion-Feder beaufschlagtes Element erfolgen. Hierdurch kann eine Ventiltriebvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Bauraumbedarfs und/oder einer Spielfreiheit bereitgestellt werden. insbesondere kann auf hydraulisch betätigbare Verriegelungsbolzen und/oder auf ein zweites Öldruckniveau verzichtet werden. Zudem kann eine Ölpumpenleistung reduziert werden. Durch ein verringertes Spiel können insbesondere vorteilhaft exakte Steuerzeiten und damit verbunden thermodynamische Vorteile erzielt werden, insbesondere hinsichtlich Leistung und/oder Verbrauch. Ferner kann eine Steifigkeit der Ventilhebelabstützung gesteigert werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gleithülse zumindest eine Verriegelungsausnehmung aufweist, in welcher in einem verriegelten Zustand zumindest ein Teil der Lost-Motion Feder angeordnet ist. Eine Verriegelung und/oder Entriegelung des Ventilspielausgleichselements gegenüber der Gleithülse könnte insbesondere durch zumindest teilweises Verschieben, Spreizen, Deformieren und/oder Verdrehen der Lost-Motion-Feder erfolgen, insbesondere mittels einer mechanischen Betätigung durch ein von außen an der Lost-Motion-Feder angreifenden Elements. Die Verriegelungsausnehmung weist für eine vorteilhafte Spielfreiheit insbesondere eine geeignete Formgebung auf, insbesondere Keilform, eine konische Form und/oder eine Kegelform. Hierdurch kann eine Konstruktion vorteilhaft vereinfacht werden. Ferner kann besonders vorteilhaft ein Spiel reduziert werden.
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Vorteilhaft weist die Verriegelungsausnehmung einen Keilwinkel von zumindest 5° und insbesondere von zumindest 7° auf. Vorzugsweise beträgt der Keilwinkel maximal 15° und insbesondere höchstens 10°. Hierdurch kann vorteilhaft eine Selbsthemmung bei der Verriegelung und/oder Entriegelung zumindest reduziert und besonders vorteilhaft komplett vermieden werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Gleithülse relativ zum Ventilspielausgleichselement drehbar ist, insbesondere um eine in Längsrichtung der Gleithülse ausgerichtete Drehachse und insbesondere mittels einer Zahnstange, um den Teil der Lost-Motion-Feder in die Verriegelungsausnehmung hinein und/oder aus der Verriegelungsausnehmung heraus zu bewegen. Hierdurch kann eine alternative Betätigung einer Entriegelung und/oder Verriegelung bereitgestellt werden, wodurch eine Konstruktionsflexibilität vorteilhaft gesteigert werden kann.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine in einer schematischen Draufsicht,
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2 einen Teil einer Ventiltriebvorrichtung der Brennkraftmaschine mit einem Ventilhebel und einer Ventilhebelabstützung in einem verriegelten Zustand in einer schematischen Seitenansicht,
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3 einen Teilbereich der 2 in einer vergrößerten Darstellung,
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4 einen Teil einer alternativen Ventiltriebvorrichtung in einem entriegelten Zustand in einer schematischen isometrischen Darstellung und
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5 den Teil der Ventiltriebvorrichtung aus 4 in einem verriegelten Zustand in einer schematischen isometrischen Darstellung.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine 32a in einer schematischen Draufsicht. Die Brennkraftmaschine 32a weist eine Ventiltriebvorrichtung mit zumindest einem Gaswechselventil auf (nicht dargestellt).
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2 zeigt einen Teil der Ventiltriebvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht. Die Ventiltriebvorrichtung weist einen Ventilhebel 10a zur Betätigung des Gaswechselventils (nicht dargestellt) über ein Betätigungsende 11a und zumindest eine Ventilhebelabstützung 12a auf. Der Ventilhebel 10a umfasst ein Nockenfolgerelement 38a, welches in zumindest einem Betriebszustand durch einen Nocken einer Nockenwelle der Ventiltriebvorrichtung betätigt ist (nicht dargestellt). Die Ventilhebelabstützung 12a umfasst eine Gleithülse 14a, ein in der Gleithülse 14a axial gleitend gelagertes hydraulisches Ventilspielausgleichselement 16a und eine an dem Ventilspielausgleichselement 16a angreifende Lost-Motion-Feder 18a.
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Die Lost-Motion-Feder 18a umfasst zwei außerhalb der Gleithülse 14a angeordnete Federteile 20a (in 2 ist hiervon nur einer sichtbar, vgl. auch 4 und 5) und einen innerhalb der Gleithülse 14a angeordneten Verbindungsteil 22a, welcher das Ventilspielausgleichselement 16a kontaktiert. Die Lost-Motion-Feder 18a ist zumindest teilweise als eine Schenkelfeder 28a ausgebildet. Die Federteile 20a sind über den Verbindungsteil 22a miteinander verbunden. Der Verbindungsteil 22a greift unter das Ventilspielausgleichselement 16a und bildet ein erstes Ende 34a der Lost-Motion-Feder 18a. Zweite Enden 36a der Lost-Motion-Feder 18a stützen sich in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine 32a ab (nicht dargestellt), insbesondere seitlich neben dem Ventilspielausgleichselement 16a und/oder unten in einem drucklosen Ölraum der Brennkraftmaschine 32a.
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Die Lost-Motion-Feder 18a ragt aus seitlichen Öffnungen 30a der Gleithülse 14a. Die seitlichen Öffnungen 30a sind durch Aussparungen in der Gleithülse 14a gebildet. Hierbei entspricht eine Breite der Lost-Motion-Feder 18a, insbesondere eine Länge des Verbindungsteils 22a, in einem Bereich der Gleithülse 14a höchstens einem Außendurchmesser der Gleithülse 14a.
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Das Ventilspielausgleichselement 16a ist in der Gleithülse 14a axial verriegelbar. Dabei ist die Lost-Motion-Feder 18a dazu vorgesehen, das Ventilspielausgleichselement 16a gegenüber der Gleithülse 14a formschlüssig zu verriegeln. Die Gleithülse 14a weist Verriegelungsausnehmungen 40a auf (von denen in 2 nur eine sichtbar ist), in welchen in einem verriegelten Zustand zumindest ein Teil der Lost-Motion Feder 18a, insbesondere der Verbindungsteil 22a, angeordnet ist. Dieser Zustand ist in 2 dargestellt. Die Verriegelungsausnehmungen 40a sind jeweils Teil der seitlichen Öffnungen 30a der Gleithülse 14a.
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Um eine Zylinderabschaltung zu realisieren, ist der Verbindungsteil 22a entgegen der Federkraft der Lost-Motion-Feder 18a in eine Richtung 44a aus den Verriegelungsausnehmungen 40a heraus bewegbar. Hierzu kann ein beliebiges geeignetes, in den Figuren nicht dargestelltes Element zum Einsatz kommen. In diesem Zustand gehalten, ist das Ventilspielausgleichselement 16a axial in der Gleithülse 14a nach unten bewegbar.
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3 zeigt einen Teilbereich der 2 in einer vergrößerten Darstellung. Die Verriegelungsausnehmungen 40a weisen einen Keilwinkel 42a von 7° bis 10° auf, um eine zuverlässige Verriegelung und/oder Entriegelung insbesondere ohne Klemmen sicherzustellen. Eine Position des Ventilspielausgleichselements 16a ist in der Gleithülse 14a durch den sich in den keilförmigen Verriegelungsausnehmungen 40a befindlichen Verbindungsteil 22a zumindest im Wesentlichen spielfrei definiert.
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In den 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 4 und 5 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 bis 3 verwiesen werden.
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4 zeigt einen Teil einer alternativen Ventiltriebvorrichtung in einem entriegelten Zustand in einer schematischen isometrischen Darstellung. 5 zeigt den Teil der Ventiltriebvorrichtung in einem verriegelten Zustand in einer schematischen isometrischen Darstellung. Eine Gleithülse 14b einer Ventilhebelabstützung 12b ist im vorliegenden Fall relativ zu einem Ventilspielausgleichselement 16b der Ventilhebelabstützung 12b um eine in Längsrichtung der Gleithülse 14b ausgerichtete Drehachse 46b drehbar, wodurch ein Teil einer Lost-Motion-Feder 18b, insbesondere ein Verbindungsteil 22b der Lost-Motion-Feder 18b, in eine Verriegelungsausnehmung 40b der Gleithülse 14b hinein und/oder aus der Verriegelungsausnehmung 40b heraus bewegbar ist. Zur Fixierung der Ventilhebelabstützung 12b in einem Zylinderkopf in einer zur Drehachse 46b parallelen Richtung weist der Zylinderkopf eine geeignete axiale Fixierung auf (nicht dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ventilhebel
- 11
- Betätigungsende
- 12
- Ventilhebelabstützung
- 14
- Gleithülse
- 16
- Ventilspielausgleichselement
- 18
- Lost-Motion-Feder
- 20
- Federteil
- 22
- Verbindungsteil
- 28
- Schenkelfeder
- 30
- Seitliche Öffnung
- 32
- Brennkraftmaschine
- 34
- Erstes Ende
- 36
- Zweites Ende
- 38
- Nockenfolgerelement
- 40
- Verriegelungsausnehmung
- 42
- Keilwinkel
- 44
- Richtung
- 46
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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