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Die Erfindung betrifft eine Kipphebelanordnung für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.
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In einem Ventiltrieb wird auf einer Kipphebelachse ein Kipphebel drehbar festgelegt, an dem eine Rollenachse entlang der Kipphebelachse verschiebbar angeordnet ist. Durch eine Verstelleinrichtung wird die Rollenachse entlang der Kipphebelachse in eine erste Position oder in eine zweite Position verschoben, so dass wenigstens eine Rolle auf der Rollenachse abwechselnd mit einem ersten oder mit einem zweiten Nocken einer Nockenwelle zusammenwirken kann. Auf diese Weise kann der Ventiltrieb beispielsweise zwischen einem Normalbetrieb und einem Bremsbetrieb umgeschaltet werden.
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Ein Verschieben der herkömmlichen Rollenachse entlang der Kipphebelachse erfordert in dem Ventiltrieb einen erhöhten Platzbedarf, was öfters zu Schwierigkeiten mit Verschraubungen, Lagerstellen sowie benachbarten Rollenachsen und Kipphebeln führt. Des Weiteren muss eine hohe Masse der Rollenachse mit einer Rolle oder auch mit mehreren an der Rollenachse festgelegten Rollen schnell bewegt werden, um den Ventiltrieb schnell umzuschalten. Andererseits muss die Rollenachse dem Verschieben auch standhalten, so dass eine Reduktion der Masse durch leichtere Materialien wegen einem hohen Verschleiß nicht möglich ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eine Kipphebelanordnung mit einem Kipphebel, einer Rollenachse und einer Verstelleinrichtung bereitzustellen, bei der die oben genannten Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Rollenachse in einer Kipphebelanordnung mehrteilig auszugestalten und dadurch zuerst eine Reduktion der zu bewegenden Masse zu erreichen. Dazu weist die Kipphebelanordnung einen auf einer Kipphebelachse drehbar festlegten Kipphebel, eine Rollenachse und eine Verstelleinrichtung auf. Die Rollenachse ist dabei in einer Halterung des Kipphebels angeordnet und in einer Verstellrichtung entlang der Kipphebelachse verschiebbar. An der Rollenachse ist des Weiteren wenigstens eine Rolle drehbar festgelegt. Die Verstelleinrichtung weist ein erstes Eingriffselement und ein zweites Eingriffselement auf, die an einer Eingriffsseite der Halterung an der Rollenachse axial zueinander beabstandet und radial zu der Rollenachse verschiebbar festgelegt sind. Erfindungsgemäß weist die Rollenachse einen an der Halterung festgelegten Festlegebolzen und eine an dem Festlegebolzen koaxial in Verstellrichtung verschiebbar angeordnete Verschiebehülse auf.
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Der Festlegebolzen ist somit an der Halterung des Kipphebels festgelegt und von der Verschiebehülse koaxial ummantelt. Bei dem Verstellen der Rollenachse in eine erste Position oder in eine zweite Position wird nur die Verschiebehülse verschoben, wodurch eine Reduktion der zu bewegenden Masse erreicht wird. Zusätzlich wird durch eine kleinere zu bewegende Masse auch der Verschleiß an der Rollenachse reduziert, wodurch die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung deutlich erhöht wird.
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Die Materialien der Verschiebehülse und des Festlegebolzens können vorteilhaft unterschiedlich sein. So kann beispielsweise für den Festlegebolzen ein leichteres und günstigeres Material und für die Verschiebehülse ein verschleißarmes Material verwendet werden. Insgesamt kann dadurch vorteilhaft die Gesamtmasse der Kipphebelanordnung reduziert werden. Auch eine Preisreduktion kann dadurch erzielt werden.
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Um den Kipphebel verstellen zu können, ist vorgesehen, dass die jeweilige Rolle an der Verschiebehülse drehbar gelagert ist. Vorgesehen ist auch, dass das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement an der Schiebehülse angeordnet und mit dieser in die Verstellrichtung verschiebbar sind. Auf diese Weise werden bei dem Verschieben der Verschiebehülse die Rolle und die Eingriffselemente mit der Verschiebehülse verschoben. Der an der Halterung festgelegte Festlegebolzen nimmt an dem Verschieben nicht teil, so dass nur eine reduzierte Masse der Verschiebehülse, der Rolle und der Eingriffselemente bewegt werden muss.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Festlegebolzen an der Halterung an einer der Eingriffsseite gegenüberliegenden Schieberseite der Halterung festgelegt ist. Die Festlegung des Festlegebolzens kann beispielsweise stoffschlüssig, kraftschlüssig oder formschlüssig erfolgen. Das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement liegen auf der Eingriffsseite der Halterung und werden zusammen mit der Verschiebehülse verschoben. Auf der gegenüberliegenden Schieberseite sind demnach keine funktionalen Elemente der Kipphebelanordnung angeordnet. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Kipphebelanordnung kann vorteilhafterweise die Rollenachse zwischen dem Kipphebel und dem Festlegebolzen mit Öl versorgt werden, so dass eine Schmierung der Verschiebehülse und des Festlegebolzen ermöglicht wird.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung ist vorgesehen, dass eine Schieberseitenfläche der Verschiebehülse bei einem vollendeten Verschieben der Verschiebehülse zu der Schieberseite einen Abstand zu einer Innenfläche der Halterung aufweist oder an dieser anliegt. Bei einem vollendeten Verschieben der Verschiebehülse zu der Schiebeseite bleibt die Verschiebehülse in der Halterung angeordnet, so dass die Rollenachse auf der Schieberseite komplett in dem Kipphebel verbleibt. Auf diese Weise wird vorteilhaft der Platzbedarf auf der Schieberseite der Halterung reduziert und Schwierigkeiten mit Verschraubungen, Lagerstellen sowie benachbarten Rollenachsen und Kipphebeln umgangen.
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Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Rollenachse wenigstens ein Anschlagselement aufweist. Das Anschlagselement kann dabei beispielsweise an dem Festlegebolzen oder an der Verschiebehülse angeordnet sein und ein Verschieben der Verschiebehülse in die Verstellrichtung beidseitig oder einseitig begrenzen. So kann beispielsweise das Anschlagselement durch die Schieberseitenfläche der Verschiebehülse ausgebildet sein, die an der Innenfläche der Halterung anliegt und so ein Verschieben der Verschiebehülse zu der Schieberseite begrenzt.
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Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Anschlagselement ein Begrenzungsbolzen ist, der in der Verschiebehülse festgelegt ist. Der Begrenzungsbolzen kann in der Verschiebehülse auf der Eingriffsseite festgelegt sein und bei einem vollendeten Verschieben der Verschiebehülse zu der Schieberseite der Halterung an dem Festlegebolzen anliegen. Auf diese Weise kann ebenfalls das Verschieben der Verschiebehülse zu der Schieberseite begrenzt werden.
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Um die Rollenachse in der ersten Position und in der zweiten Position zeitweilig festzulegen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Rollenachse eine Rastanordnung aufweist. Die Rastanordnung kann beispielsweise durch eine Rastverbindung zwischen dem Festlegebolzen und der Verschiebehülse realisiert werden. Zweckmäßigerweise ist die Rastanordnung so ausgestaltet, dass ein Rasten der Verschiebehülse an dem Festlegebolzen bereits durch eine geringe Krafteinwirkung leicht überwunden werden kann. So wird in der ersten Position oder in der zweiten Position die Rollenachse vorteilhaft durch ein Rasten zeitweilig festgelegt, ein Verschieben der Verschiebehülse aus der ersten Position in die zweite Position oder umgekehrt kann jedoch leicht erfolgen.
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Vorteilhafterweise ist auch vorgesehen, dass die Rollenachse eine Sicherungsanordnung aufweist, die die Rollenachse in der Halterung drehfest festlegt. Die Sicherungsanordnung kann mehrere Sicherungselemente aufweisen, die den Festlegebolzen und die Verschiebehülse zusammen oder getrennt an der Halterung oder aneinander drehfest festlegen. So kann beispielsweise der Festlegebolzen an der Halterung des Kipphebels kraft-, stoff- oder formschlüssig drehfest festgelegt sein. Die Verschiebehülse kann dann an dem Festlegebolzen drehfest und in die Verstellrichtung verschiebbar angeordnet werden. Dazu kann die Sicherungsanordnung beispielsweise in Form einer Nut-Feder-Verbindung zwischen dem Festlegebolzen und der Verschiebehülse realisiert werden, wodurch ein Verdrehen der Verschiebehülse an dem Festlegebolzen verhindert wird und ein Verschieben der Verschiebehülse an dem Festlegebolzen in die Verstellrichtung dennoch ermöglicht wird.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung ist vorgesehen, dass der Festlegebolzen wenigstens eine Bolzenaussparung aufweist. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Verschiebehülse wenigstens eine Hülsenaussparung aufweist. Die Bolzenaussparung und die Hülsenaussparung bilden einen Freigang für den ersten Nocken oder für den zweiten Nocken der Nockenwelle. So ist in der ersten Position der Rollenachse die Rolle mit dem ersten Nocken der Nockenwelle antriebsverbunden. Läuft die Rolle auf dem ersten Nocken eine Nullhubphase durch, so kann der zweite Nocken auch mit einem Hub durch die Bolzenaussparung und die Hülsenaussparung an der Rollenachse durchlaufen. Zweckgemäß bilden die jeweilige Hülsenaussparung und die jeweilige Bolzenaussparung in der ersten Position oder in der zweiten Position der Rollenachse eine gemeinsame Aussparung, so dass der erste Nocken oder der zweite Nocken der Nockenwelle mit einem Hub durch die Öffnung durchlaufen kann.
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Insgesamt werden durch die erfindungsgemäße Kipphebelanordnung eine zu bewegende Masse und dadurch der Verschleiß an der Rollenachse reduziert. Folglich kann die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung deutlich erhöht werden. Zusätzlich wird durch die Verschiebehülse und den Festlegebolzen der Platzbedarf auf der Schieberseite der Halterung vorteilhafterweise reduziert, so dass Verschraubungen, Lagerstellen sowie benachbarten Rollenachsen und Kipphebeln besser erreicht werden können.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung in einem Ventiltrieb;
- 2 eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung in einer ersten Position;
- 3 eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung in einer zweiten Position;
- 4 eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung mit einer Rolle in einer ersten Position;
- 5 eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung mit einer Rolle in einer zweiten Position.
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1 zeigt eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung 1 in einem Ventiltrieb 2. In 2 und in 3 sind Schnittansichten der Kipphebelanordnung 1 gezeigt. Die Kipphebelanordnung 1 weist einen auf einer Kipphebelachse 3 drehbar gelagerten Kipphebel 4, eine Rollenachse 5 und eine Verstelleinrichtung 6 auf. Die Rollenachse 5 ist dabei in einer Halterung 7 des Kipphebels 4 angeordnet und in eine Verstellrichtung 8 entlang der Kipphebelachse 3 verschiebbar. An der Rollenachse 5 ist des Weiteren eine erste Rolle 5a und eine zweite Rolle 5b drehbar festgelegt. Die Verstelleinrichtung 6 weist ein erstes Eingriffselement 6a und ein zweites Eingriffselement 6b auf, die an einer Eingriffsseite 9a der Halterung 7 an der Rollenachse 5 axial zueinander beabstandet und radial zu der Rollenachse 5 verschiebbar festgelegt sind. Das erste Eingriffselement 6a kann mit einer ersten Führung 10a und das zweite Eingriffselement 6b kann mit einer zweiten Führung 10b zusammenwirken, die auf einer Kulissenführung 10 festgelegt sind. Durch das Zusammenwirken der Eingriffselemente 6a und 6b mit der Kulissenführung 10 kann die Rollenachse 5 in die erste Position (2) oder in die zweite Position (3) verstellt werden. In der ersten Position (2) wirken die Rollen 5a und 5b jeweils mit einem ersten Nocken 11a und 12a einer ersten Nockengruppe 11 und einer zweiten Nockengruppe 12 zusammen. In der zweiten Position (3) wirken die Rollen 5a und 5b jeweils mit einem zweiten Nocken 11b und 12b der ersten Nockengruppe 11 und der zweiten Nockengruppe 12 zusammen. Auf diese Weise kann zwischen unterschiedlichen Nockenprofilen einer Nockenwelle 13 gewechselt werden.
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Erfindungsgemäß weist die Rollenachse 5 einen an einer der Eingriffsseite 9a gegenüberliegenden Schieberseite 9b der Halterung 7 festgelegten Festlegebolzen 14a und eine Verschiebehülse 14b auf, die an dem Festlegebolzen 14a koaxial in Verstellrichtung 8 verschiebbar angeordnet ist und den Festlegebolzen 14a ummantelt. Bei dem Verstellen der Rollenachse 5 in die erste Position (2) oder in die zweite Position (3) wird nur die Verschiebehülse 14b verschoben. Zweckgemäß sind die Rollen 5a und 5b sowie die Eingriffselemente 6a und 6b an der Verschiebehülse 14b festgelegt, so dass eine Verschiebung der Verschiebehülse 14b in die erste Position (2) oder in die zweite Position (3) ermöglicht wird. Auf diese Weise können die zu bewegende Masse und dadurch auch der Verschleiß der Rollenachse 5 reduziert werden. Zusätzlich können auch die Materialien der Verschiebehülse 14b und des Festlegebolzens 14a unterschiedlich sein. Dadurch können die Gesamtmasse der Kipphebelanordnung 1 weiter reduziert und eine Preisreduktion erzielt werden.
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In der ersten Position (2) liegt eine Schieberseitenfläche 15 der Verschiebehülse 14b an einer Innenfläche 16 der Halterung 7 an. So ragt die Verschiebehülse 14b sowohl in der ersten Position (2) als auch in der zweiten Position ( 3) auf der Schieberseite 9b der Halterung 7 nicht heraus. Auf diese Weise wird vorteilhaft der Platzbedarf auf der Schieberseite 9b der Halterung 7 reduziert und Verschraubungen sowie Lagerstellen bleiben leicht erreichbar. Eine Schmierung der Verschiebehülse 14b und des Festlegebolzens 14a kann beispielsweise an einer Verbindungsstelle des Kipphebels 4 und des Festlegebolzens 14a auf einfache Weise realisiert werden.
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Die Rollenachse 5 weist zudem ein Anschlagselement 17 auf. Das Anschlagselement 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Begrenzungsbolzen 18, der in der Verschiebehülse 14b auf der Eingriffsseite 9a festgelegt ist. In der ersten Position (2) wird die Verschiebehülse 14b in ihrer Bewegung zu der Schieberseite 9b durch einen Anschlag des Begrenzungsbolzens 18 an dem Festlegebolzen 14a begrenzt.
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In 2 und in 3 weist die Kipphebelanordnung 1 einen Freigang für die zweiten Nocken 11b und 12b in der ersten Position (2) der Rollenachse 5. Der Festlegebolzen 14a weist dazu eine Bolzenaussparung 19a für den zweiten Nocken 11b und eine Bolzenaussparung 19b für den zweiten Nocken 12b auf. Die Verschiebehülse 14b weist zweckgemäß eine Hülsenaussparung 20 auf, die in der ersten Position (2) mit der Bolzenaussparung 19a eine gemeinsame Aussparung 21 bildet. So können in der ersten Position (2) die zweiten Nocken 11b und 12b auch mit einem Hub an der Rollenachse 5 durch die gemeinsame Aussparung 21 und die Bolzenaussparung 19b ungestört durchlaufen.
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In 4 und in 5 sind Schnittansichten der Kipphebelanordnung 1 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Kipphebelanordnung 1 die einzige Rolle 5a und die einzige Nockengruppe 11 auf. In der ersten Position (4) ist die Rolle 5a mit dem ersten Nocken 11a und in der zweiten Position (5) ist die Rolle 5a mit dem zweiten Nocken 11b antriebsverbunden. Auch hier weist der Festlegebolzen 14a die Bolzenaussparung 19a auf, die in der ersten Position (4) der Rollenachse 5 einen Freigang für den zweiten Nocken 11b bildet.
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Insgesamt wird durch die erfindungsgemäße Kipphebelanordnung 1 der Platzbedarf auf der Schieberseite 9b der Halterung 7 vorteilhafterweise reduziert und zusätzlich die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Kipphebelanordnung 1 erhöht.
