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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Offenbarung basiert auf und beansprucht den Vorteil einer vorläufigen US-Anmeldung Nr.
63/394,999 mit dem Titel „Swing bridge“, eingereicht am 04. August 2022, und einer vorläufigen US-Anmeldung Nr.
63/387,025 mit dem Titel „Swing bridge with hydraulic capsule in dedicated rocker arm for engine brake“, eingereicht am 12. Dezember 2022, die hierin jeweils in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Ventiltriebsystem, insbesondere auf eine Kipphebelanordnung, umfassend eine Schwenkbrücke.
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HINTERGRUND
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Verschiedene Ventilsystemdesigns wurden in der Vergangenheit für die Verwendung in Verbindung mit Verbrennungsmotoren zum Steuern der Ventilbetätigung, wie für ein Hauptabgasereignis, hergestellt. Im Allgemeinen ist in einem typischen Ventiltrieb ein Kipphebelsystem auf der einen Seite mit einer Nockenwelle und auf der anderen Seite über eine Ventilbrücke mit einer Anzahl von Motorventilen gekoppelt, um die Betätigungsbewegung von der Nockenwelle auf die nachgelagerten Ventile in Synchronisierung zu übertragen. In einigen Szenarien kann es wünschenswert sein, zusätzlich zum Haupthubereignis eine Hilfsfunktion bereitzustellen, wie die Kompressionsmotorbremse, sodass ein gewähltes Ventil separat gesteuert werden kann. Um dies zu erreichen, wird häufig ein umschaltbares System eingesetzt, das selektiv zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Position übersetzt werden kann, wobei die eingefahrene Position die Betätigung des zugeordneten Ventils durch einen entsprechenden Kipphebel deaktiviert und die ausgefahrene Position die Betätigung des Ventils ermöglicht. Dementsprechend kann die Ventilbrücke auch mit einem Bewegungsübertragungsmechanismus ausgestattet sein, der dazu dient, das ausgewählte Ventil unabhängig zu betätigen, ohne die anderen Ventile zu beeinflussen. Derzeitige Konstruktionen nutzen jedoch üblicherweise eine Gleitkomponente, die sich innerhalb der Ventilbrücke auf und ab bewegt, was Probleme beim Kraftausgleich herbeiführt und relativ viel Platz im Verpackungsraum einnimmt.
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Folglich besteht die Notwendigkeit, eine Lösung bereitzustellen, die nicht nur weniger Platz fordert, sondern auch eine verbesserte Dynamik des Systems bietet.
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KURZDARSTELLUNG VON BESTIMMTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Diese Offenbarung stellt eine Kipphebelanordnung mit einer Schwenkbrücke dar, die in der Lage ist, bei Bedarf zu schwenken, um mindestens ein ausgewähltes Ventil getrennt von einer Gesamtheit von Ventilen zu betätigen, um eine Hilfsventilfunktion zu erreichen. Durch Einsetzen eines Schwenkmechanismus, durch den eine Bewegung von einem Kipphebel auf ein zugeordnetes Ventil übertragen werden kann und der sich gleichzeitig relativ zu der Schwenkbrücke bewegt, kann das hierin offenbarte System eine bessere Kraft- und/oder Bewegungsübertragung erreichen, unerwünschten Verschleiß in verschiedenen Komponenten des Ventiltriebs verringern und das dynamische Verhalten der gesamten Anordnung verbessern. Darüber hinaus können die Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung Verpackungsvorteile bieten und sind weniger anspruchsvoll in Bezug auf die Platzanforderung.
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In einer Ausführungsform wird eine Kipphebelanordnung bereitgestellt, die in einem Antriebsmodus und in einem Motorbremsmodus betreibbar ist. Die Kipphebelanordnung umfasst einen ersten Kipphebel mit einem ersten Ventilende, einen zweiten Kipphebel mit einem zweiten Ventilende, ein erstes Ventil, ein zweites Ventil, eine Hydraulikkapsel, die in dem ersten Ventilende angeordnet und zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position beweglich ist, und eine Schwenkbrücke, die konfiguriert ist, um wahlweise durch den ersten Kipphebel oder den zweiten Kipphebel betätigt zu werden und das erste Ventil und das zweite Ventil zu überspannen. Insbesondere bewegt sich die Hydraulikkapsel im Motorbremsmodus in die ausgefahrene Position, was die Schwenkbrücke dazu veranlasst, beim Drehen des ersten Kipphebels in einem Winkel zu schwenken, sodass das erste Ventil betätigt wird, ohne das zweite Ventil zu betätigen. Während des Antriebsmodus bewegt sich die Hydraulikkapsel in die eingefahrene Position, und die Schwenkbrücke wird durch das zweite Ventilende des zweiten Kipphebels betätigt, während sich der zweite Kipphebel dreht, sodass sowohl das erste Ventil als auch das zweite Ventil betätigt werden.
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In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Kipphebelanordnung ferner einen ersten Nocken zum Betätigen des ersten Kipphebels und einen zweiten Nocken zum Betätigen des zweiten Kipphebels.
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In bestimmten Ausführungsformen ist der zweite Kipphebel im Motorbremsmodus deaktiviert oder befindet sich auf dem Grundkreis des zweiten Nockens.
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In bestimmten Ausführungsformen ist der erste Kipphebel im Antriebsmodus deaktiviert oder befindet sich auf dem Grundkreis des ersten Nockens.
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In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Schwenkbrücke einen Schwenkmechanismus, der vertikal auf die Hydraulikkapsel ausgerichtet ist.
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In bestimmten Ausführungsformen ist eine Mitte der Schwenkbrücke vertikal auf das zweite Ventilende ausgerichtet.
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In bestimmten Ausführungsformen bleibt im Antriebsmodus, wenn die Schwenkbrücke durch den zweiten Kipphebel betätigt wird, eine horizontale Achse der Schwenkbrücke senkrecht zu den Achsen des ersten und zweiten Ventils.
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In bestimmten Ausführungsformen, wenn die Schwenkbrücke im Motorbremsmodus nach Betätigung durch die Hydraulikkapsel in einen Winkel schwenkt, neigt sich die Schwenkbrücke um eine Spitze des zweiten Ventils.
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In bestimmten Ausführungsformen ist eine vertikale Achse des Schwenkmechanismus während des gesamten Betriebs parallel zu einer Achse des ersten Ventils.
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In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Hydraulikkapsel einen Stößel, der konfiguriert ist, um hydraulisch zwischen einer ausgefahrenen Konfiguration, die den Kontakt mit der Schwenkbrücke ermöglicht, und einer eingefahrenen Position, die den Kontakt mit der Schwenkbrücke verhindert, gesteuert zu werden.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kipphebelanordnung einen ersten Kipphebel mit einem ersten Ventilende, einen zweiten Kipphebel mit einem zweiten Ventilende, ein erstes Ventil, ein zweites Ventil, eine Hydraulikkapsel, die in dem ersten Ventilende angeordnet und zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position beweglich ist, und eine Schwenkbrücke, die konfiguriert ist, um wahlweise durch den ersten Kipphebel oder den zweiten Kipphebel betätigt zu werden und das erste Ventil und das zweite Ventil zu überspannen. Insbesondere umfasst die Schwenkbrücke einen Brückenkörper, der eine Durchgangsöffnung und eine die Durchgangsöffnung schneidende Bohrung umfasst, sowie einen Schwenkmechanismus, der konfiguriert ist, um zwischen der Hydraulikkapsel und dem ersten Ventil verbunden zu sein. Der Schwenkmechanismus umfasst einen Schwenkstift, der konfiguriert ist, um in der Durchgangsöffnung zu schwenken, und einen Drehzylinder, der konfiguriert ist, um den Schwenkstift zu tragen und in der Bohrung zu drehen. Darüber hinaus ist die Schwenkbrücke ferner konfiguriert, um bei Betätigung durch die Hydraulikkapsel winklig zu schwenken, sodass das erste Ventil betätigt wird, ohne das zweite Ventil zu betätigen, und sowohl das erste als auch das zweite Ventil bei Betätigung durch den zweiten Kipphebel zu betätigen.
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In bestimmten Ausführungsformen greift die Hydraulikkapsel in der eingefahrenen Position der Hydraulikkapsel während der Drehung des ersten Kipphebels nicht in den Schwenkmechanismus ein. Darüber hinaus erstreckt sich in der ausgefahrenen Position der Hydraulikkapsel mindestens ein Abschnitt der Hydraulikkapsel vom ersten Ventilende nach außen und ist in der Lage, während der Drehung des ersten Kipphebels in den Schwenkmechanismus einzugreifen.
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In bestimmten Ausführungsformen umfasst der Schwenkmechanismus ferner eine erste Kontaktfläche für den Kontakt mit der Hydraulikkapsel, und der Brückenkörper umfasst eine zweite Kontaktfläche für den Kontakt mit dem zweiten Ventilende.
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In bestimmten Ausführungsformen ist der Schwenkmechanismus auf einer Seite der Schwenkbrücke angeordnet und vertikal auf die Hydraulikkapsel ausgerichtet.
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In bestimmten Ausführungsformen befindet sich die zweite Kontaktfläche in der Nähe einer Mitte der Schwenkbrücke und ist vertikal auf das zweite Ventilende ausgerichtet.
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In bestimmten Ausführungsformen ist die Durchgangsöffnung entlang einer vertikalen Richtung angeordnet.
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In bestimmten Ausführungsformen ist die Bohrung senkrecht zu der Durchgangsöffnung angeordnet.
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In bestimmten Ausführungsformen ist der Drehzylinder durch den Schwenkstift axial gesichert.
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In bestimmten Ausführungsformen ist eine Hauptachse des Drehzylinders senkrecht zu einer Hauptachse des Schwenkstifts.
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In bestimmten Ausführungsformen ist zwischen dem Schwenkstift und der Durchgangsöffnung ein Freiraum definiert, sodass der Schwenkstift innerhalb der Durchgangsöffnung schwenken kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
- 1 eine Kipphebelanordnung veranschaulicht, die eine Schwenkbrücke gemäß dieser Offenbarung beinhaltet;
- 2 eine teilweise Querschnittsansicht der Kipphebelanordnung von 1 veranschaulicht;
- 3 eine Querschnittsansicht einer Hydraulikkapsel gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
- 4 eine unabhängige Ansicht der Schwenkbrücke von 1 veranschaulicht;
- 5 bis 6 zwei Explosionsansichten der Schwenkbrücke aus unterschiedlichen Perspektiven veranschaulichen;
- 7 einen schematischen Querschnitt der Schwenkbrücke veranschaulicht;
- 8 die Schwenkbrücke im Antriebsmodus veranschaulicht;
- 9 die Schwenkbrücke im Hilfsmodus veranschaulicht;
- 10 eine andere Ausführungsform der Schwenkbrücke gemäß dieser Offenbarung veranschaulicht;
- 11 eine Explosionsansicht der Schwenkbrücke von 10 veranschaulicht;
- 12 eine Querschnittsansicht der Schwenkbrücke von 10 veranschaulicht;
- 13 noch eine andere Ausführungsform der Schwenkbrücke gemäß dieser Offenbarung veranschaulicht;
- 14 eine Explosionsansicht der Schwenkbrücke von 13 veranschaulicht; und
- 15 eine Querschnittsansicht der Schwenkbrücke von 13 veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Es wird nun im Detail auf die Beispiele Bezug genommen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer möglich, werden in den Zeichnungen durchgehend die gleichen Bezugszeichen verwendet, um auf die gleichen oder auf ähnliche Teile zu verweisen. Richtungsangaben wie „oben“, „unten“, „rechts“ und „links“ dienen der einfacheren Bezugnahme auf die Figuren und sollen den Schutzumfang dieser Offenbarung nicht einschränken.
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1 bis 2 zeigen eine beispielhafte Kipphebelanordnung 100, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Schwenkbrücke 102 aufweist. In der gezeigten Ausführungsform kann die Kipphebelanordnung 100 im Allgemeinen einen Hauptkipphebel 104 wie einen Hauptabgaskipphebel und einen Sekundär- oder Hilfskipphebel 106 wie einen Motorbremskipphebel einschließen. Der Hauptkipphebel 104 und der Sekundärkipphebel 106 können (z. B. im Rahmen einer Steuerstrategie oder eines Verfahrens) zusammenwirken, um ein erstes Motorventil 108 und ein zweites Motorventil 110 mittels der Schwenkbrücke 102, die zwischen den Kipphebeln 104, 106 und den Motorventilen 108, 110 verbunden ist, selektiv zu betätigen. Genauer gesagt kann zum Beispiel das erste Motorventil 108 getrennt von dem zweiten Motorventil 110 betätigt werden, sodass das erste Motorventil 108 auf einem Hubprofil betrieben werden kann, das dem Sekundärkipphebel 106 zugeordnet ist, während das zweite Motorventil 110 auf einem anderen Hubprofil betrieben werden kann, das dem Hauptkipphebel 104 zugeordnet ist, wobei Einzelheiten darüber aus der folgenden Erörterung ersichtlich sind.
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Auch wenn bestimmte Ausführungsformen dieser Offenbarung im Kontext von Kipphebeln zum Betätigen von Abgasventilen in einem Motorbremssystem, z. B. zur Verwendung bei einer 1,5- oder 2-Takt-Kompressionsbremsung, dargelegt werden können, wird ein Fachmann dennoch erkennen, dass die Offenbarung nicht auf eine solche Anwendung beschränkt ist. Verschiedene Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung können ebenso oder ähnlich auf andere Arten von Systemen in der Ventiltriebanordnung anwendbar sein. Zum Beispiel können Ausführungsformen der Offenbarung in Verbindung mit einem Einlasskipphebelsystem, einem ausgefahrenen Ventilschließsystem, einem frühzeitigen Ventilöffnungssystem oder anderen geeigneten Ventiltriebsystemen verwendet werden, wie sie dem Fachmann bekannt sind.
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Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 bis 2 kann der Hauptkipphebel 104 in bestimmten Ausführungsformen schwenkbar an einer Kipphebelwelle (nicht gezeigt) gelagert sein, die sich durch eine zentrale Öffnung 112 erstreckt, sodass sich der Hauptkipphebel 104 basierend auf einem Nockenhubprofil eines Haupthubnockens 114 um die Kipphebelwelle drehen kann. Insbesondere kann ein Nockenende 116 des Hauptkipphebels 104 den Haupthubnocken 114 kontaktieren oder anderweitig mit diesem gekoppelt sein, um eine Ventilbetätigungsbewegung zu empfangen. Ein Ventilende 118, das dem Nockenende 116 gegenüberliegt, kann wiederum konfiguriert sein, um mit der Schwenkbrücke 102 in Eingriff zu kommen, wenn sich der Hauptkipphebel 104 so dreht, dass die Bewegung von der Haupthubnocke 114 auf die beiden Motorventile 108 und 110 übertragen wird, die mit der Schwenkbrücke 102 gekoppelt sind. Ähnlich kann in bestimmten Ausführungsformen auch der Sekundärkipphebel 106, der zum Beispiel parallel zu dem Hauptkipphebel 104 angeordnet sein kann, drehbar an der Nockenwelle gelagert sein. Wie gezeigt, kann der Sekundärkipphebel 106 ein Nockenende 122 einschließen, das dazu dient, eine Ventilbetätigungsbewegung von einem Sekundärhubnocken 120 (zum Beispiel einem Motorbremshubnocken) zu empfangen, und ein dem Nockenende 122 gegenüberliegendes Ventilende 124, das konfiguriert ist, um bei Bedarf selektiv in einen Schwenkmechanismus 126 der Schwenkbrücke 102 einzugreifen. In bestimmten Ausführungsformen kann der Schwenkmechanismus 126 konfiguriert sein, um die Betätigungsbewegung von dem Sekundärkipphebel 106 auf das eine Motorventil - z. B. das der Motorbremse zugeordnete erste Motorventil 108 - zu übertragen, während die Schwenkbrücke 102 um ein bestimmtes Winkelmaß schwenken kann, um die Betätigung des anderen Motorventils, z. B. des zweiten Motorventils 110, zu vermeiden. Einzelheiten des Schwenkmechanismus 126 und der Schwenkbrücke 102 werden nachstehend unter Bezugnahme auf 4 bis 6 beschrieben.
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In bestimmten Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, den Sekundärkipphebel 106 zu konfigurieren, um selektiv schaltbar zu sein, sodass gewählt werden kann, ob der Sekundärhubnocken 120 das zugeordnete Motorventil 108 betätigen kann oder nicht. Das heißt, der Sekundärkipphebel 106 kann zwischen einem Hauptmodus (d. h. das Ventilende 124 ist relativ zu der Schwenkbrücke 102 beabstandet, somit bleibt das zugeordnete Motorventil 108 unabhängig von der Drehung des Sekundärkipphebels 106 unbetätigt) und einem Hilfsmodus (d. h. das Ventilende 124 greift über den Schwenkmechanismus 126 in die Schwenkbrücke 102 ein, wenn sich der Sekundärkipphebel 106 hin- und herbewegt, wodurch eine Bewegung auf das Motorventil 108 übertragen werden kann) übertragen werden. Zu diesem Zweck kann am Ventilende 124 des Sekundärkipphebels 106 eine Hydraulikkapsel 128 bereitgestellt werden. Die Hydraulikkapsel 128 kann durch ein druckbeaufschlagtes Fluid gesteuert werden, das über eine Fluidschaltung zugeführt wird, die durch den Sekundärkipphebel 106 verläuft und konfiguriert ist, um sich zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Position zu bewegen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Hydraulikkapsel 128 zum Beispiel von einer vertikalen Bohrung aufgenommen werden, die in dem Ventilende 124 des Sekundärkipphebels 106 angeordnet ist. Während des Betriebs kann die Hydraulikkapsel 128 bei Bedarf betätigt werden, um entweder von der Unterseite des Ventilendes 124 nach außen vorzustehen, um den Schwenkmechanismus 126 zu kontaktieren, oder sich in das Ventilende 124 einzufahren, um eine Berührung mit dem Schwenkmechanismus 126 zu vermeiden.
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3 veranschaulicht eine unabhängige Querschnittsansicht der Hydraulikkapsel 128 in einer ausführlicheren Darstellung, die insbesondere die Hydraulikkapsel 128 in ihrem eingefahrenen Zustand darstellt. In bestimmten Ausführungsformen kann die Hydraulikkapsel 128 ein Gehäuse 304 umfassen, das im Allgemeinen eine zylindrische Form aufweist und eine obere Kammer 306 sowie eine untere Kammer 308 einschließen kann. In dem gezeigten Beispiel können die obere Kammer 306 und die untere Kammer 308 zusammen einen einzigen Körper bilden, der das Gehäuse 304 zur Unterbringung und/oder Aufnahme verschiedener Komponenten der Hydraulikkapsel 128 in Reihe definiert. Zum Beispiel kann die obere Kammer 306 einen Stift 310 aufnehmen, während die untere Kammer 308 eine Rückschlagventilanordnung 312 und einen Stößel 314 aufnehmen kann, die jeweils entlang einer Kapselachse 302 ausgerichtet sind.
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Wie in 3 gezeigt, kann die obere Kammer 306 mit einem oder mehreren Fluidkanälen 316 versehen sein, die zum Beispiel in Umfangsrichtung an einer Seitenwand der oberen Kammer 306 angeordnet und konfiguriert sein können, um Hydraulikfluid (z. B. Öl) aufzunehmen, das über den Sekundärkipphebel 106 zugeführt wird. Die untere Kammer 308 kann unterhalb der oberen Kammer 306 positioniert sein und ist konfiguriert, um über eine Öffnung 318, die zwischen der oberen Kammer 306 und der unteren Kammer 308 angeordnet ist, mit der oberen Kammer 306 in Fluidverbindung zu stehen. Auf diese Weise kann druckbeaufschlagtes Fluid, das durch den Fluidkanal 316 in die obere Kammer 306 eingeleitet wird, über die Öffnung 318 in die untere Kammer 308 eintreten - zum Beispiel selektiv unter der Steuerung der Rückschlagventilanordnung 312, deren Einzelheiten nachstehend noch genauer erläutert werden.
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Wie in 3 ferner veranschaulicht, kann die obere Kammer 306 den Stift 310 enthalten. Der Stift 310 kann durch Fluiddruck, der in die obere Kammer 306 eingeführt wird, hydraulisch gesteuert werden, um sich zusammenzudrücken und/oder vertikal entlang der Kapselachse 302 zu erstrecken. Als Beispiel kann in der dargestellten Konfiguration eine Feder 320 mit einem oberen Ende des Stifts 310 gekoppelt und konfiguriert sein, um den Stift 310 in seine ausgefahrene Position vorzuspannen. Wenn Fluid einströmt und sich der Hydraulikdruck in der oberen Kammer 306 aufbaut, kann die Hydraulikkraft die von der Feder 320 ausgeübte Vorspannkraft nach unten überwinden, wodurch der Stift 310 in eine Aufwärtsrichtung zum Einfahren gedrückt wird. In bestimmten Ausführungsformen kann die nachgelagerte Rückschlagventilanordnung 312 konfiguriert sein, um basierend auf der Bewegung des Stifts 310 selektiv eine Fluidverbindung zwischen der oberen Kammer 306 und der unteren Kammer 308 zu aktivieren. Die Rückschlagventilanordnung 312 kann in der unteren Kammer 308 in einer Position angeordnet sein, die sich direkt unterhalb der Öffnung 318 befindet. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Rückschlagventilanordnung 312 eine Rückschlagkugel 322, die von dem Stift 310 nach unten gedrückt werden kann, um den Fluiddurchgang durch die Öffnung 318 zu öffnen. Während des Betriebs kann die Rückschlagkugel 322 normalerweise an der Öffnung 318 anliegen, z. B. mittels einer Ventilfeder 324, welche die Rückschlagkugel 322 nach oben drückt. Auf diese Weise kann die Rückschlagkugel 322, wenn sie vorgespannt ist, zu einem Einwegventil werden, das ein Strömen des Fluids nach unten in die untere Kammer 308 ermöglicht, aber ein Zurückströmen in die entgegengesetzte Richtung in die obere Kammer 306 verhindert. Wenn der Stift 310 in seine ausgefahrene Position bewegt wird, kann ein unteres Ende des Stifts 310 in die Öffnung 318 vorstehen und gegen die Rückschlagkugel 322 drücken, wodurch die Rückschlagkugel 322 von der Öffnung 318 gelöst wird und Fluid an der Rückschlagkugel 322 vorbei in die untere Kammer 308 strömen kann, oder umgekehrt.
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Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 3 kann die untere Kammer 308 ferner den Stößel 314 aufnehmen. Zum Beispiel kann der Stößel 314 unterhalb und in Reihe mit der Rückschlagventilanordnung 312 angeordnet sein. In bestimmten Ausführungsformen ist der Stößel 314 konfiguriert, um bei Betätigung durch das in die untere Kammer 308 eingeleitete Fluid eine bestimmte Strecke innerhalb der unteren Kammer 308 (z. B. vertikal entlang der Kapselachse 302) zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position zu übersetzen. Zum Beispiel kann der Stößel 314, wenn die untere Kammer 308 mit dem druckbeaufschlagten Fluid gefüllt ist, hydraulisch in einer abwärts gerichteten Richtung in eine Position positioniert werden, in der ein unteres Ende des Stößels 314 aus der Unterseite der Hydraulikkapsel 128 vorsteht. Dadurch kann der Stößel 314 bei der Drehung des Sekundärkipphebels 106 in Kontakt mit der Schwenkbrücke 102 kommen, sodass eine Bewegungsübertragung auf das nachgelagerte Motorventil 108 möglich ist. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Feder 326 mit dem Stößel 314 gekoppelt sein, z. B. nahe einem unteren Ende des Stößels 314. Zum Beispiel kann ein Federsitz 328 bereitgestellt werden, um die Feder 326 nach oben zu stützen, die in einem Endabschnitt der unteren Kammer 308 befestigt oder fixiert wird. Wie durch einen Pfeil in 3 angegeben, kann die Feder 326 eine nach oben gerichtete Federkraft auf den Stößel 314 bereitstellen, sodass der Stößel 314 bei Entfernen des Fluiddrucks wieder eingefahren werden kann. In dieser eingefahrenen Konfiguration kann ein wesentlicher oder ganzer Abschnitt des Stößels 314 im Allgemeinen innerhalb der unteren Kammer 308 enthalten sein, sodass er auch bei Drehung des Sekundärkipphebels 106 die Schwenkbrücke 102 nicht kontaktiert und somit das Motorventil 108 bei Bedarf deaktiviert. Anders gesagt, durch ein derartiges Konfigurieren der Hydraulikkapsel 128 kann ein variables Volumen gebildet werden, das sich ausdehnt, wenn druckbeaufschlagtes Fluid durch die Rückschlagventilanordnung 312 in die untere Kammer 308 gelangt und den Stößel 314 nach unten drückt, und das sich zusammenzieht, wenn die Rückschlagventilanordnung 312 geöffnet wird, um Fluid aus der unteren Kammer 308 abzulassen, wodurch die Hydraulikkapsel 128 zwischen dem ausgefahrenen Zustand und dem eingefahrenen Zustand umgeschaltet wird.
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Die hierin offenbarte Konstruktion der Hydraulikkapsel 128 steht im Gegensatz zum Stand der Technik, da der Stößel 314 standardmäßig mittels der Feder 326 zusammengedrückt bleiben kann, wenn eine Deaktivierung erforderlich ist, und somit jeder Kontakt zwischen der Hydraulikkapsel 128 und der Schwenkbrücke 102 vermieden wird. Dies kann das System vor unerwünschtem Verschleiß bewahren, das Risiko von Schäden an den beweglichen Bauteilen reduzieren und dazu beitragen, die Dynamik des Systems angemessen beizubehalten.
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Obwohl auf diese Weise dargestellt und beschrieben, wird ein Fachmann verstehen, dass die hierin offenbarte Kipphebelanordnung nur zur Veranschaulichung bereitgestellt wird und nicht dazu dient, den Schutzumfang dieser Offenbarung einzuschränken. Andere geeignete Konfigurationen sind in dieser Offenbarung ebenfalls vorgesehen. Zum Beispiel können gewisse Ausführungsformen der Offenbarung nur einige, wenn nicht alle, der vorstehend beschriebenen Strukturen umfassen, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Alternativ können auch andere zusätzliche Merkmale wie im Stand der Technik bekannt bereitgestellt werden und werden hierin nicht ausführlich beschrieben.
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4 zeigt eine isometrische Ansicht der Schwenkbrücke 102, die den Schwenkmechanismus 126 gemäß dieser Offenbarung aufweist, und 5 bis 6 zeigen verschiedene Explosionsansichten der Schwenkbrücke 102 aus unterschiedlichen Perspektiven. In bestimmten Ausführungsformen kann die Schwenkbrücke 102 konfiguriert sein, um die Motorventile 108 und 110 au überspannen und darauf aufzusitzen. Als Beispiel und ohne Einschränkung kann in der dargestellten Ausführungsform ein Hauptkörper 400 der Schwenkbrücke 102 eine erste Ventilseite 402 einschließen, die betriebsfähig mit dem Anschlussende des Motorventils 108 gekoppelt sein kann, und eine zweite Ventilseite 404, die im Allgemeinen der Motorbremsventilseite 402 gegenüberliegt und betriebsfähig mit dem Anschlussende des Motorventils 110 gekoppelt sein kann. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die zweite Ventilseite 404 in einem unteren Abschnitt davon mit einem Ventilsitz 602 bereitgestellt werden, der oben aufliegt und die Spitze des Motorventils 110 empfängt. Obwohl der Ventilsitz 602 als kreisförmige Aussparung dargestellt ist, kann er auch eine andere Form annehmen, wie oval, länglich, abgerundet oder andere geeignete Formen, die dem Fachmann bekannt sind. Des Weiteren kann auf der Oberseite des Hauptkörpers 400 eine Kontaktfläche 406 bereitgestellt sein, die sich in der Nähe der Mitte des Hauptkörpers 400 in einer Position befindet, die vertikal auf das Ventilende 118 des Hauptkipphebels 104 ausgerichtet ist. Während des Betriebs kann die Kontaktfläche 406 in das Ventilende 118 eingreifen, wenn der Hauptkipphebel 104 nach unten drückt, um die Bewegung nachgelagert (d. h. in Richtung der Kraftübertragung) zu übertragen und dadurch beide Motorventile 108 und 110 zu betätigen. Zum Beispiel kann die Kontaktfläche 406 im Wesentlichen flach sein, um den Kontakt besser aufrechtzuerhalten und eine ordnungsgemäße Bewegung und/oder Kraftabgabe sicherzustellen. Natürlich werden in dieser Offenbarung auch andere geeignete Oberflächenstrukturen wie gekrümmte oder vertiefte Oberflächenbereiche in Betracht gezogen, um die gewünschte bewegungsfördernde Funktion durchzuführen.
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Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 4 bis 6 kann der Schwenkmechanismus 126 in bestimmten Ausführungsformen an der ersten Seite 402 des Ventils angeordnet sein, um in das Motorventil 108 einzugreifen oder damit in Kontakt zu treten, das zum Beispiel der Motorbremsung zugeordnet ist. Der Schwenkmechanismus 126 kann im Allgemeinen einen Schwenkstift 502 und einen Drehzylinder 504 einschließen, der den Schwenkstift 502 trägt (z. B. senkrecht nach oben, wie in den Figuren gezeigt). Als Beispiel und ohne Einschränkung kann in der gezeigten Ausführungsform eine Hauptachse 510 des Schwenkstifts 502 senkrecht zu einer Hauptachse 512 des Drehzylinders 504 angeordnet sein. Zur Aufnahme des Schwenkstifts 502 bzw. des Drehzylinders 504 kann die erste Ventilseite 402 entsprechend mit einer Durchgangsöffnung 506 aufgebaut sein, die sich zum Beispiel entlang der vertikalen Richtung innerhalb des Hauptkörpers 400 erstrecken kann, sowie mit einer Bohrung 508, welche die Durchgangsöffnung 506 horizontal überschneiden kann. Insbesondere kann in bestimmten Ausführungsformen die Länge des Drehzylinders 504 (z. B. gemessen entlang der Hauptachse 512) im Wesentlichen der Länge der Bohrung 508 entsprechen, sodass der Drehzylinder 504 im eingesetzten Zustand mit mindestens einem Abschnitt des Hauptkörpers 400 in eine Schnittstelle bilden kann. Bei der Anordnung der veranschaulichten Ausführungsform kann der Drehzylinder 504 zunächst so in die Bohrung 508 eingepasst werden, dass seine Hauptachse 512 auf die Mittelachse der Bohrung 508 ausgerichtet ist. Der Schwenkstift 502 kann anschließend in die Durchgangsöffnung 506 eingeführt werden, sodass er am Drehzylinder 504 anliegt und in diesen eingreift.
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Wie ferner veranschaulicht, kann in diesem Ausführungsbeispiel der Schwenkstift 502 im Allgemeinen eine zylindrische Struktur aufweisen. Dennoch sind auch andere geeignete Konfigurationen (wie längliche und dergleichen) zum Durchführen der gewünschten Funktionen dieser Offenbarung berücksichtigt. In bestimmten Ausführungsformen kann der Schwenkstift 502 an seinem oberen Ende eine Kontaktfläche für den Kontakt mit der Hydraulikkapsel 128 einschließen, um eine Betätigungsbewegung davon zu empfangen. Darüber hinaus kann der Schwenkstift 502 auch einen Einsatz 514 (z. B. in Form eines Vorsprungs) einschließen, der sich von einem unteren Ende davon erstreckt, um in den Drehzylinder 504 einzugreifen. Dementsprechend kann die obere Oberfläche des Drehzylinders 504 mit einer Aussparung oder einem Schlitz 516 bereitgestellt sein, die bzw. der geformt ist, um in den Einsatz 514 und/oder das untere Ende des Schwenkstifts 502 zu passen, sodass der Einsatz 514 und/oder das untere Ende fest in dem Schlitz 516 eingepasst sind, um den Drehzylinder 504 axial zu sichern. Zusätzlich oder alternativ können andere geeignete Verbindungs- oder Passungsstrukturen oder -verfahren wie Schnappsitz, Presspassung und dergleichen eingesetzt werden, um den Schwenkstift 502 und den Drehzylinder 504 ordnungsgemäß miteinander zu sichern. Auf diese Weise konfiguriert, kann der Drehzylinder 504 einen sicheren Eingriff mit dem Schwenkstift 502 aufrechterhalten und gleichzeitig eine Stütze für den Schwenkstift 502 bereitstellen.
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In der gezeigten Ausführungsform kann die Unterseite des Drehzylinders 504 mit einem Ventilsitz 604 konfiguriert sein, der während des gesamten Systembetriebs mit dem Anschluss des Motorventils 108 in Kontakt bleiben kann. Als Beispiel und ohne Einschränkung kann der Ventilsitz 604 einen im Wesentlichen flachen Bereich einschließen, der auf der Ventilspitze aufliegt, um einen ordnungsgemäßen Kontakt mit dem Motorventil 108 sicherzustellen und dadurch die Betätigungsbewegung auf das Motorventil 108 zu übertragen. Alternativ oder zusätzlich, wenn auch nicht gezeigt, können optionale Rückhaltemerkmale wie Clips und dergleichen am Ventilsitz 604 bereitgestellt werden, um ein zusätzliches Maß an Sicherung zu gewährleisten. Natürlich sind auch andere geeignete Oberflächenstrukturen wie gekrümmte Oberflächenbereiche, wie sie dem Fachmann bekannt sind, im Rahmen dieser Offenbarung denkbar, um die beabsichtigte Funktion des Eingriffs in das Motorventil durchzuführen.
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7 zeigt schematisch einen Querschnitt durch die Schwenkbrücke 102 entlang einer Längsachse. Wie aus dieser Veranschaulichung deutlich hervorgeht, kann zwischen dem Schwenkstift 502 und der Durchgangsöffnung 506, z. B. insbesondere zwischen der Außenwand des Schwenkstifts 502 und der Innenseite der Durchgangsöffnung 506, ein Freiraum 700 definiert werden. Mit anderen Worten kann die Durchgangsöffnung 506 mit einer Breite 702 bemessen sein, die relativ größer als der Außendurchmesser oder die Breite 704 des Schwenkstifts 502 ist. Auf diese Weise kann eine räumliche Redundanz zulässig sein, um den Schwenkstift 502 so aufzunehmen, dass ein Schwenken des Schwenkstifts 502 innerhalb der Durchgangsöffnung 506 möglich ist.
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Der Betrieb der Schwenkbrücke 102 gemäß dieser Offenbarung wird unter Bezugnahme auf 8 bis 9 erläutert, wobei 8 die Schwenkbrücke 102 im Antriebsmodus, d. h. während des Haupthubvorgangs des Hauptkipphebels 104, zeigt, während 9 die Schwenkbrücke 102 im Hilfsmodus, wie im Motorbremsmodus, zeigt, bei dem der Sekundärkipphebel 106 aktiviert ist, um bei Bedarf selektiv in die Schwenkbrücke 102 einzugreifen.
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Unter Bezugnahme auf 8, in der die Querschnittsansicht links von der Vorderseite der Ventilbrücke 102 aus aufgenommen ist, während die Querschnittsansicht rechts von der ersten Ventilseite 402 der Ventilbrücke 102 aus aufgenommen ist, kann der Hauptkipphebel 104 im Antriebsmodus kippen (z. B. als Reaktion auf das Haupthubprofil) und auf die Schwenkbrücke 102 einwirken, indem er gegen die Kontaktfläche 406 drückt, die sich in der Mitte der Schwenkbrücke 102 befindet, wodurch die Schwenkbrücke 102 vertikal nach unten gedrückt wird (wie durch einen Pfeil in der Figur angegeben), sodass beide Motorventile 108 und 110 gleichzeitig geöffnet werden. Zum Beispiel können die Motorventile 108 und 110 in Synchronisierung miteinander in dieselbe Ventilposition bewegt werden. Darüber hinaus kann die horizontale Achse der Schwenkbrücke 102 während des Prozesses im Wesentlichen senkrecht zu den Achsen der beiden Motorventile 108 und 110 aufrechterhalten werden.
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Darüber hinaus kann der Sekundärkipphebel 106 im Antriebsmodus auf dem Basiskreis aufliegen oder deaktiviert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Hydraulikkapsel 128 eingefahren werden, um nicht mit der Schwenkbrücke 102 in Kontakt zu kommen, selbst wenn sich der Sekundärkipphebel 106 so dreht, dass die Schwenkbrücke 102, insbesondere der Schwenkmechanismus 126, keine Betätigungsbewegung von dem Sekundärkipphebel 106 empfängt.
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Unter Bezugnahme auf 9, in der die Querschnittsansicht links von der Vorderseite der Ventilbrücke 102 aus aufgenommen ist, während die Querschnittsansicht rechts von der ersten Ventilseite 402 der Ventilbrücke 102 aus aufgenommen ist, kann im Hilfsmodus der Hauptkipphebel 104 auf dem Basiskreis aufliegen oder deaktiviert sein, während sich der Sekundärkipphebel 106 gemäß dem Hubprofil des Sekundärhubnockens 120 drehen kann.
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Darüber hinaus wird die Hydraulikkapsel 128 gesteuert, um sich auszudehnen, sodass der Stößel 314 durch den Schwenkmechanismus 126 (wie durch einen Pfeil in der Figur angegeben) wirken kann, um das Motorventil 108 unabhängig vom Motorventil 110 zu bewegen. Das heißt, das Motorventil 110 bleibt unabhängig von der Bewegung des zweiten Kipphebels 104 unbetätigt. Während dieses Hilfsventilhubereignisses kann die Hauptachse 510 des Schwenkstifts 502 aufgrund der relativen Drehung des Drehzylinders 504 innerhalb der Bohrung 508 parallel oder in einer Linie mit der Achse des Motorventils 108 bleiben. Gleichzeitig kann die Schwenkbrücke 102 gekippt werden - zum Beispiel um ein bestimmtes Winkelmaß nach unten um die zweite Ventilseite 404 schwingen - trotz der parallelen Position des Schwenkstifts 502 und der Ventilachse des Motorventils 108. Wie bereits erläutert, kann der Freiraum 700 bereitgestellt werden, um die Bewegung der Schwenkbrücke 102 relativ zu dem Schwenkstift 502 zu ermöglichen. Optional kann in bestimmten Ausführungsformen der Ventilsitz 602 ferner so tief bemessen sein, dass er ein solches Schwenken oder Kippen der Schwenkbrücke 102 aufnehmen kann, sodass ein ordnungsgemäßer Kontakt mit dem Motorventil 110 während des gesamten Betriebs sichergestellt ist.
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10 bis 12 zeigen eine weitere Konfiguration einer Schwenkbrücke 1002 gemäß dieser Offenbarung, die ähnlich aufgebaut ist wie die vorstehend beschriebene Schwenkbrücke 102, indem sie einen Hauptkörper 1004 mit einer ersten Ventilseite 1006, die dem Motorventil 108 zugeordnet ist, eine zweite Ventilseite 1008, die der ersten Ventilseite 1006 gegenüberliegt und dem Motorventil 110 zugeordnet ist, und einen Schwenkmechanismus 1010, der sich an der ersten Ventilseite 1006 befindet, einschließt. In bestimmten Ausführungsformen kann der Schwenkmechanismus 1010 einen Schwenkstift 1102 und einen Drehzylinder 1104 aufweisen, der den Schwenkstift 1102 trägt (z. B. vertikal nach oben, wie in den Figuren gezeigt). Als Beispiel und ohne Einschränkung kann in der gezeigten Ausführungsform eine Hauptachse 1106 des Schwenkstifts 1102 senkrecht zu einer Hauptachse 1108 des Drehzylinders 1104 angeordnet sein. Zur Aufnahme des Schwenkstifts 1102 bzw. des Drehzylinders 1104 kann die erste Ventilseite 1006 entsprechend mit einer Durchgangsöffnung 1110 aufgebaut sein, die sich zum Beispiel entlang der vertikalen Richtung innerhalb des Hauptkörpers 1004 erstrecken kann, sowie mit einer Bohrung 1112, welche die Durchgangsöffnung 1110 horizontal überschneiden kann.
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In dieser gezeigten Ausführungsform kann der Schwenkstift 1102 länglich sein und ein Durchgangsloch 1114 einschließen, das sich senkrecht zu der Hauptachse 1106 erstreckt und konfiguriert ist, um den Drehzylinder 1104 drehbar aufzunehmen. In dieser Konfiguration kann der Schwenkstift 1102 bei der Anordnung zunächst in die Durchgangsöffnung 1110 bis zu einer Position eingeführt werden, in der das Durchgangsloch 1114 mit der Bohrung 1112 ausgerichtet ist. Danach kann der Drehzylinder 1104 in die Bohrung 1112 und in das Durchgangsloch 1114 eingepasst werden, um den Schwenkstift 1102 relativ zu dem Hauptkörper 1004 abzustützen.
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Wie ferner veranschaulicht, kann der Schwenkstift 1102 zusätzlich an seinem oberen Ende auch eine Kontaktfläche 1116 einschließen, die mit der Hydraulikkapsel 128 in Kontakt kommt, um eine Betätigungsbewegung zu empfangen. Als Beispiel und ohne Einschränkung kann die Kontaktfläche 1116 als eine Plattform ausgebildet sein, die sich vom oberen Ende des Schwenkstifts 1102 nach oben erstreckt. Alternativ können auch andere mögliche Oberflächenstrukturen zum Übertragen von Bewegungen nach Bedarf bereitgestellt werden. In der gezeigten Ausführungsform schließt der Schwenkstift 1102 zusätzlich einen Ventilsitz 1202 ein, der an einem unteren Ende davon angeordnet ist. Zum Beispiel kann der Ventilsitz 1202 eine kreisförmige Aussparung oder eine andere geeignete Struktur sein, um in das Anschlussende des Motorventils 108 in einer bewegungsfördernden Weise einzugreifen. In ähnlicher Weise kann die zweite Ventilseite 1008 einen Ventilsitz 1204 einschließen, der als längliche Tasche oder Ausschnitt konfiguriert ist, sodass er oben auf dem Anschlussende des Motorventils 110 aufliegt und während des gesamten Betriebs in Kontakt bleibt. Obwohl dies so dargestellt ist, versteht es sich, dass der Ventilsitz 1202 und/oder 1204 zum Koppeln mit den Motorventilen auch anders aufgebaut sein kann.
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13 bis 15 veranschaulichen noch eine weitere Konfiguration einer Schwenkbrücke 1302 gemäß dieser Offenbarung. Die Schwenkbrücke 1302 ist im Allgemeinen ähnlich wie die Schwenkbrücke 102, umfasst jedoch ferner eine optionale Ventilkappe 1402. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ventilkappe 1402 von einem Ventilsitz 1404, der an einer unteren Oberfläche eines Drehzylinders 1406 bereitgestellt ist entfernbar aufgenommen werden und ist konfiguriert, um den Anschluss des Motorventils 108 vollständig abzudecken. In dieser Konfiguration kann der Ventilsitz 1404 zum Beispiel tiefer bemessen sein, sodass er mindestens teilweise die Ventilkappe 1402 enthält. Somit ist sichergestellt, dass das Motorventil 108 ordnungsgemäß gekoppelt ist und sich nicht unbeabsichtigt auskuppelt. Des Weiteren kann die Schwenkbrücke 1302 an verschiedene Ventilgrößen angepasst werden, ohne dass eine wesentliche Modifikation erforderlich ist.
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Verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung können vorteilhaft eine bessere Verpackung bieten und sind weniger anspruchsvoll in Bezug auf die Platzanforderung, da sie einen kompakteren Aufbau erreichen. Insbesondere erleichtern die hierin offenbarten Ausführungsformen eine bessere Steuerung der Bewegungs- und/oder Kraftübertragung und der Gesamtdynamik des Systems. Es versteht sich auch, dass ein oder mehrere andere Vorteile für einen Fachmann angesichts der Figuren, Beschreibungen und Ansprüche dieser Offenbarung ohne weiteres ersichtlich sein können.
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Hierin ist „oder“ einschließend und nicht ausschließend, es sei denn, es wird ausdrücklich eine andere Angabe gemacht oder durch den Kontext angegeben. Daher bedeutet hierin „A oder B“ „A, B oder beides“, sofern nicht ausdrücklich eine andere Angabe gemacht wird oder sich aus dem Kontext etwas anderes ergibt. Darüber hinaus steht „und“ sowohl für gemeinsam als auch für mehrere, sofern nicht ausdrücklich eine andere Angabe gemacht wird oder sich aus dem Kontext etwas anderes ergibt. Daher bedeutet „A und B“ hierin „A und B, gemeinsam oder einzeln“, sofern nicht ausdrücklich eine andere Angabe gemacht wird oder sich aus dem Kontext etwas anderes ergibt.
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Der Schutzumfang dieser Offenbarung umschließt alle Änderungen, Substitutionen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen der hierin beschriebenen oder veranschaulichten Ausführungsbeispiele, die ein Durchschnittsfachmann verstehen würde. Der Schutzumfang dieser Offenbarung ist nicht auf die hierin beschriebenen oder veranschaulichten Ausführungsbeispiele beschränkt. Darüber hinaus kann jede dieser Ausführungsformen, obwohl diese Offenbarung jeweilige Ausführungsformen hierin als bestimmte Komponenten, Elemente, Merkmale, Funktionen, Vorgänge oder Schritte einschließend beschreibt und veranschaulicht, jede Kombination oder Permutation der hierin beschriebenen oder veranschaulichten Komponenten, Elemente, Merkmale, Funktionen, Vorgänge oder Schritte einschließen, die ein Durchschnittsfachmann verstehen würde. Des Weiteren schließt die Bezugnahme in den beigefügten Ansprüchen auf eine Einrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Einrichtung oder eines Systems, die/das angepasst, eingerichtet, fähig, konfiguriert, befähigt, betreibbar oder betriebsfähig ist, um eine bestimmte Funktion durchzuführen, diese Einrichtung, dieses System, diese Komponente ein, unabhängig davon, ob sie/es oder diese bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder freigeschaltet ist oder nicht, solange diese Einrichtung, dieses System oder diese Komponente so angepasst, eingerichtet, fähig, konfiguriert, befähigt, betreibbar oder betriebsfähig ist. Obwohl in dieser Offenbarung zusätzlich bestimmte Ausführungsformen als besonders vorteilhaft beschrieben oder veranschaulicht werden, können bestimmte Ausführungsformen keine, einige oder alle dieser Vorteile bereitstellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 63/394999 [0001]
- US 63/387025 [0001]
