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Gebiet
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Diese Anmeldung stellt eine Ventiltriebanordnung bereit, die konfiguriert ist, um Teile der Ventiltriebanordnung unter Verwendung eines Elektromagneten, einer Welle und von Verriegelungsstiften zu verriegeln und zu entriegeln.
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Hintergrund
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Ventiltriebanordnungen können konfiguriert sein, um einen Motorzylinder zu deaktivieren, indem ein Teil des Ventiltriebs so modifiziert wird, dass die Ventile geschlossen bleiben können, während sich andere Teile der Anordnung weiterbewegen. Einige Ventiltriebanordnungen modifizieren den Nocken oder Kipphebel, um eine Zylinderabschaltung zu erreichen. Die Zylinderabschaltung kann den Kraftstoffverbrauch und die Effizienz des Motors verbessern. Ventiltriebanordnungen mit Ventilbrücken und mehreren Ventilen stellen eine Herausforderung zum Erreichen der Zylinderabschaltung dar.
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KURZDARSTELLUNG
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Die hierin offenbarten Verfahren und Vorrichtungen überwinden die vorstehend genannten Nachteile und verbessern den Stand der Technik durch eine Ventiltriebanordnung, die einen ersten Körper und einen zweiten Körper umfasst, wobei der zweite Körper eine erste Wand und eine zweite Wand umfasst. Die Ventiltriebanordnung umfasst ferner einen ersten Verriegelungsstift, wobei der erste Verriegelungsstift konfiguriert ist, um den zweiten Körper in dem ersten Körper zu verriegeln und den zweiten Körper von dem ersten Körper zu entriegeln. Ein Abschnitt des ersten Verriegelungsstifts ist zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand angeordnet. Die Ventiltriebanordnung umfasst auch eine bewegliche Welle, wobei die bewegliche Welle konfiguriert ist, um den ersten Verriegelungsstift zu bewegen. Die Ventiltriebanordnung umfasst einen Elektromagneten, wobei der Elektromagnet konfiguriert ist, um die bewegliche Welle zu bewegen.
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Weitere Aufgaben und Vorteile werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt und teilweise aus der Beschreibung ersichtlich sein oder können durch die Ausübung der Offenbarung erlernt werden. Die Aufgaben und Vorteile werden auch mittels der Elemente und Kombinationen umgesetzt und erreicht, die insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt sind.
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Es versteht sich, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende ausführliche Beschreibung nur beispielhaft und erläuternd sind und die beanspruchte Erfindung nicht einschränken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine Querschnittsansicht einer Ventiltriebanordnung.
- 2 ist eine Querschnittsansicht einer Ventiltriebanordnung, wobei ein Abschnitt der Ventiltriebanordnung niedergedrückt ist.
- 3 ist eine Querschnittsansicht einer Ventiltriebanordnung mit einem niedergedrückten Kolben.
- 4 ist eine Querschnittsansicht einer Ventiltriebanordnung mit einem Elektromagneten, der außerhalb der Zylinderwand eines Abschnitts der Ventiltriebanordnung angeordnet ist.
- 5 ist eine andere Querschnittsansicht einer Ventiltriebanordnung mit einem Elektromagneten, der außerhalb der Zylinderwand eines Abschnitts der Ventiltriebanordnung angeordnet ist.
- 6 ist eine Seitenansicht eines Abschnitts der Ventiltriebanordnung, wobei ein Verriegelungsstift mit einem Abschnitt der Ventiltriebanordnung ausgerichtet und daran befestigt ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es wird nun im Detail auf die Beispiele Bezug genommen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Richtungsbezüge wie „links“, „rechts“, „aufwärts“ und „abwärts“ und andere Richtungsangaben dienen dazu, den Bezug auf die Figuren zu erleichtern.
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1 zeigt eine Ventiltriebanordnung 100, die einen ersten Körper 101 und einen zweiten Körper 102 umfasst. Der zweite Körper 102 umfasst einen ersten Verriegelungsstift 103, der konfiguriert ist, um den zweiten Körper 102 mit dem ersten Körper 101 zu verriegeln. In 1 ist der erste Körper 101 mit dem zweiten Körper 102 so verriegelt, dass sich sowohl der erste Körper 101 als auch der zweite Körper 102 gemeinsam nach unten bewegen können, wenn zum Beispiel ein E-Fuß („Elefantenfüß“) oder ein Zapfen oder ein anderer Kipphebelabschnitt oder eine Kipphebelbefestigung nach unten gegen den zweiten Körper 102 drückt. Dies ist sinnvoll, wenn der Zylinderabschaltungsmodus ausgeschaltet ist. In diesem Modus bleibt der zweite Körper 102 mit dem ersten Körper 101 verbunden. Ebenso kann der zweite Körper 102 so mit dem dritten Körper 104 verriegelt bleiben, dass sich der dritte Körper 104 nach unten bewegen kann, wenn sich der zweite Körper 102 nach unten bewegt. Dies kann unter Verwendung des zweiten Verriegelungsstifts 105 erreicht werden, um den dritten Körper 104 mit dem zweiten Körper 102 zu verbinden. In dieser Anordnung können sich alle drei Körper - der erste Körper 101, der zweite Körper 102 und der dritte Körper 104 - gemeinsam sowohl nach unten als auch nach oben bewegen, um ein Ventilhubprofil auf das erste Ventil 129 und das zweite Ventil 130 aufzubringen.
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Wie zum Beispiel in 2 gezeigt, kann die durch einen ersten E-Fuß 125 aufgebrachte Kraft diese Abwärts- und Aufwärtsbewegung bewirken. Der E-Fuß 125 kann mit einem Kipphebel, einem Stößel oder mit anderen Mechanismen verbunden werden, die dem Fachmann bekannt sind. Jede Vorrichtung, die eine Kraft auf den zweiten Körper 102 aufbringt, könnte ausreichen. Zum Beispiel kann ein Kipphebel direkt oder indirekt eine Kraft auf den zweiten Körper 102 aufbringen.
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Eine Kappe 106 kann den dritten Körper 104 mit dem ersten Körper 101 verbinden, wie in 1 gezeigt. Die Kappe 106 kann unter Verwendung von Schrauben 107, Bolzen, Stiften oder anderen Befestigungselementen, die dem Fachmann geläufig sind, an dem ersten Körper 101 oder dem dritten Körper 104 befestigt werden. Die Kappe 106 kann eine erste Öffnung 126 und eine zweite Öffnung 127 enthalten, sodass ein E-Fuß gegen ein Objekt oberhalb oder unterhalb der Kappe 106 drücken kann, einschließlich des Bewegens eines Abschnitts des Kolbens 108 durch die zweite Öffnung 127, z. B. in 2 gezeigt. Ein erster E-Fuß 125 könnte mit dem zweiten Körper 102 in Eingriff kommen und ein zweiter E-Fuß 128 könnte mit dem in 2 gezeigten Kolben 108 in Eingriff kommen. Die Kappe 106 kann konfiguriert sein, um die Aufwärtsbewegung des zweiten Körpers 102 einzuschränken. Der zweite Körper 102 kann konfiguriert sein, um sich selektiv in Richtung der Kappe 106 und von dieser weg zu bewegen.
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Der Kolben 108 könnte Teil eines Motorbremssystems sein. Der E-Fuß oder eine andere Vorrichtung, die eine Kraft auf den Kolben 108 aufbringt, kann sich unabhängig von dem E-Fuß oder einer anderen Vorrichtung bewegen, die eine Kraft auf den zweiten Körper 102 aufbringt.
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1 zeigt eine Anordnung, die in einer Ventiltriebanordnung 100 nützlich ist, die ausgelegt ist, um Ventile in einem Motorzylinder zu bewegen. Die Ventile könnten zum Beispiel Auslassventile sein. So könnte die Anordnung in 1 modifiziert werden, um in einer Ventiltriebanordnung betrieben zu werden, die nur ein Ventil bewegt. Dies könnte durch Entfernen des dritten Körpers 104 und der diesem zugeordneten Teile aus der Ventiltriebanordnung 100 erreicht werden. Es wäre auch denkbar, die Ventiltriebanordnung 100 so zu modifizieren, dass sie mehr als zwei Körper miteinander verbindet, um mehr als zwei Ventile zu bewegen. Diese Ventile müssen nicht zwangsläufig Auslassventile sein, sondern können zum Beispiel auch Einlassventile oder „fünfte“ Ventile sein, und ein Fachmann könnte diese Ventiltriebanordnung modifizieren, um dass sie den Bedürfnissen und Aufgaben seiner Vorrichtung zu entsprechen.
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Eine beweglich Welle 109 kann in den ersten Verriegelungsstift 103 eingreifen, um den ersten Verriegelungsstift 103 in Richtung einer ersten Aussparung 110 in dem ersten Körper 101 zu drücken. Die bewegliche Welle 109 kann auch in einen zweiten Verriegelungsstift 105 eingreifen, um den zweiten Verriegelungsstift 105 in Richtung einer zweiten Aussparung 111 in den dritten Körper 104 zu drücken. Der bewegliche Wellenkopf 112 der beweglichen Welle 109 kann einen keilförmigen Abschnitt aufweisen, der eine winklige oder konische Form aufweist und konfiguriert ist, um den ersten Verriegelungsstift 103 und den zweiten Verriegelungsstift 105 zu der ersten Aussparung 110 und der zweiten Aussparung 111 hin oder von diesen weg zu bewegen. Der bewegliche Wellenkopf 112 kann in beliebiger Weise oder in einer komplementären Form konfiguriert sein, um den ersten Verriegelungsstift 103 und den zweiten Verriegelungsstift 105 zu bewegen. Wenn sich die bewegliche Welle 109 nach unten bewegt, kann sich der erste Verriegelungsstift 103 von der ersten Aussparung 110 wegbewegen. Ebenso kann sich der zweite Verriegelungsstift 105 von der zweiten Aussparung 111 wegbewegen. Wenn sich die bewegliche Welle 109 nach oben bewegt, kann sich der keilförmige Abschnitt zwischen dem ersten Verriegelungsstift 103 und dem zweiten Verriegelungsstift 105 bewegen, um den ersten Verriegelungsstift 103 in Richtung der ersten Aussparung 110 und den zweiten Verriegelungsstift 105 in Richtung der zweiten Aussparung 111 zu treiben. Um die Bewegung des ersten und zweiten Verriegelungsstifts 103, 105 weiter zu erleichtern, kann der erste Verriegelungsstift 103 eine Keilform umfassen, die an den keilförmigen Abschnitt der beweglichen Welle 109 angrenzt, und der zweite Verriegelungsstift 105 kann eine Keilform umfassen, die an den keilförmigen Abschnitt der beweglichen Welle 109 angrenzt.
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1 zeigt einen ersten Vorspannmechanismus 113, der gegen den ersten Verriegelungsstift 103 und eine erste Wand 114 drückt. Der erste Vorspannmechanismus 113 kann eine Feder oder ein anderer Vorspannmechanismus sein, der dem Fachmann bekannt ist. Die Ventiltriebanordnung 100 kann einen zweiten Vorspannmechanismus 123 einschließen, der gegen den zweiten Verriegelungsstift 105 und eine zweite Wand 124 drückt. Ein Teil des ersten Verriegelungsstifts 103 ist zwischen der ersten Wand 114 und der zweiten Wand 124 angeordnet. Ein Teil des zweiten Verriegelungsstifts 105 ist zwischen der ersten Wand 114 und der zweiten Wand 124 angeordnet. Die Ventiltriebanordnung 100 kann ohne Vorspannmechanismus betrieben werden, wenn der erste Verriegelungsstift 103 und der zweite Verriegelungsstift 105 durch andere Mittel, die dem Fachmann bekannt sind, gegeneinander gezogen oder gedrückt werden, z. B. unter Verwendung von Magnetkräften oder hydraulischem Druck. Die erste Wand 114 und die zweite Wand 124 können zum Beispiel einen abgestuften Bohrungsabschnitt und einen Stopfen oder zwei in eine Durchgangsbohrung eingeführte Einsätze umfassen, um den ersten und den zweiten Verriegelungsstift 103, 105 in einer Verriegelungsbohrung zu deckeln oder zu umschließen.
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Ein Elektromagnet 115 kann positioniert werden, um die bewegliche Welle 109 von dem ersten Verriegelungsstift 103 und dem zweiten Verriegelungsstift 105 wegzuziehen. Der Elektromagnet 115 kann ein Magnetfeld erzeugen, wenn ein elektrischer Strom durch den Elektromagneten 115 fließt. Das Magnetfeld kann abgeschaltet werden, wenn der Elektromagnet 115 keinen elektrischen Strom mehr empfängt. Auf diese Weise könnte ein Elektromagnet 115 konfiguriert sein, um sich abhängig von den Bedingungen ein- und auszuschalten. Zum Beispiel könnte ein Computer ein Signal zum Einschalten des Stroms senden, wenn es vorteilhaft ist, ein Auslassventil geschlossen zu halten. Das Geschlossenhalten eines Auslassventils kann die Kraftstoffeffizienz verbessern. Wird ein Ventil, zum Beispiel ein Auslassventil oder ein anderes Ventil, geschlossen gehalten, kann dies den Energiebedarf zum Betreiben der Ventiltriebanordnung verringern, da das geschlossene Ventil zum Beispiel keine Energie mehr benötigt, um es zu bewegen.
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Der Elektromagnet 115 kann mit einer Schaltung mittels Drähten, Federn oder anderen Verbindungen verbunden werden, die für einen Fachmann offensichtlich sind. In einer Anordnung wie der in 1 gezeigten könnten Federn als eine nützliche Verbindung dienen, da sie es dem Elektromagneten 115 ermöglichen würden, sich aufwärts und abwärtszubewegen, wenn sich der zweite Körper 102 bewegt, während er gleichzeitig in elektrischer Verbindung mit einer elektrischen Schaltung bleibt.
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2 zeigt die Ventiltriebanordnung 100 in einem entriegelten Zustand. In dieser Anordnung drückt der E-Fuß 125 nach unten gegen den zweiten Körper 102, während der erste Verriegelungsstift 103 und der zweite Verriegelungsstift 105 außerhalb der ersten Aussparung 110 und der zweiten Aussparung 111 positioniert sind. Dies ermöglicht es dem zweiten Körper 102, sich nach unten und nach oben zu bewegen, während der erste Körper 101 und der dritte Körper 104 stationär bleiben. Dies kann auftreten, wenn der Zylinderabschaltungsmodus eingeschaltet ist.
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Ein Vorteil dieser Anordnung schließt ein, dass ein erstes Ventil 129 und ein zweites Ventil 130 (schematisch gezeigt) geschlossen bleiben, während sich der E-Fuß oder Kipphebel weiterbewegt. Der Zylinderabschaltungsmodus kann durch Anlegen eines Stroms an den Elektromagneten 115 eingeschaltet werden, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird, das die bewegliche Welle 109 von dem ersten Verriegelungsstift 103 und dem zweiten Verriegelungsstift 105 wegzieht. Die Kegelform des beweglichen Wellenkopfes 112 ermöglicht es den Verriegelungsstiften, sich auf gleichmäßige und lineare Weise zu bewegen. Die Kegelform ermöglicht es auch, dass der bewegliche Wellenkopf 112 mit beiden Verriegelungsstiften in Eingriff bleibt. Der bewegliche Wellenkopf 112 ist nicht auf eine Kegelform beschränkt. Er kann jede Form annehmen, die konfiguriert ist, um die Verriegelungsstifte in eine gewünschte Position zu bewegen.
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Da die Verriegelungsstifte nicht mehr innerhalb der ersten Aussparung 110 und der zweiten Aussparung 111 positioniert sind, wie zum Beispiel in 2 gezeigt, greifen sie nicht mehr in den ersten Körper 101 und den dritten Körper 104 ein. Der Elektromagnet 115 kann konfiguriert werden, um seine Polarität umzukehren, wodurch die bewegliche Welle 109 in Richtung der Verriegelungsstifte gedrückt wird. In dieser Anordnung könnte der Elektromagnet 115 ein Magnetfeld erzeugen, wenn der Zylinderabschaltungsmodus eingeschaltet ist, und auch ein Magnetfeld mit umgekehrter Polarität erzeugen, wenn der Zylinderabschaltungsmodus ausgeschaltet ist. Wenn sich der bewegliche Wellenkopf 112 in Richtung der Verriegelungsstifte bewegt, kann er gegen die Verriegelungsstifte drücken, sodass sich die Verriegelungsstifte in die erste Aussparung 110 und die zweite Aussparung 111 zurückbewegen, wenn diese auf die Aussparungen ausgerichtet sind. Auf diese Weise verbindet sich der zweite Körper 102 wieder mit dem ersten Körper 101 und dem dritten Körper 104.
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Die Ventiltriebanordnung 100 kann konfiguriert sein, um die bewegliche Welle 109 in Richtung der Verriegelungsstifte zu bewegen, wobei jedes Verfahren oder jede Vorrichtung verwendet werden kann, die dem Fachmann bekannt sind. Zum Beispiel können Öldruck, Federn und andere Vorspannmechanismen verwendet werden, um die bewegliche Welle 109 in Richtung der Verriegelungsstifte zu drücken oder zu ziehen. Der Elektromagnet 115 kann konfiguriert werden, um ein elektrisches Signal zu empfangen und dadurch ein Magnetfeld aufrechtzuerhalten. Wenn der Elektromagnet 115 ausgeschaltet wird und das Magnetfeld verschwindet, kann sich die bewegliche Welle 109 in Richtung der Verriegelungsstifte bewegen.
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Wie in 1 gezeigt, kann der Elektromagnet 115 zwischen einer Hülse 116 und einem Rand 117 innerhalb einer Zylinderwand 118 des zweiten Körpers 102 sitzen. Der Elektromagnet 115 kann eine Magnetöffnung 133 in der Mitte umfassen, die es der beweglichen Welle 109 ermöglicht, sich in die Magnetöffnung 133 hinein und aus dieser herauszubewegen. Die Hülse 116 kann mit einem Gewinde versehen sein, um sie an der Wand des Zylinders 118 sichern zu können. Die Hülse 116 kann an der Wand des Zylinders 118 durch eine Presspassung in die Wand des Zylinders 118 fixiert werden oder unter Verwendung anderer Wege, die dem Fachmann ersichtlich sind. Die bewegliche Welle 109 kann mit dem Elektromagneten 115 so angeordnet werden, dass sie sich parallel zu und innerhalb der Zylinderwand 118 bewegt (1 bis 3), oder die bewegliche Welle 109 kann mit dem Elektromagneten 201 so angeordnet werden, dass sie sich senkrecht zu und außerhalb der Zylinderwand 202 bewegt (4 und 5).
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Die Ventiltriebanordnung 100 kann eine Federstütze 119, eine Feder 120 und einen Flansch 121 einschließen, die konfiguriert sind, um den zweiten Körper 102 nach oben in Richtung der Kappe 106 vorzuspannen. Der Flansch 121 kann auch eine erste Verlängerung 122 einschließen, die in die Hülse 116 hineinpasst, damit sich der zweite Körper 102 entlang einer Achse nach oben und nach unten bewegen kann. Die erste Verlängerung 122, die Hülse 116 und die Zylinderwand 118 können konfiguriert werden, um die Bewegung des zweiten Körpers 102 zu führen. Der Flansch 121 und die erste Verlängerung 122 können zwei unterschiedliche Teile sein, die zum Beispiel unter Verwendung von Gewinden oder durch eine Presspassung miteinander verbunden sind. Der Flansch 121 kann ebenfalls Teil eines Zylinderkopfs sein.
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3 zeigt die Ventiltriebanordnung 100 mit einem Kolben 108, der relativ zu dem ersten Körper 101 niedergedrückt ist. Der Kolben 108 kann durch einen E-Fuß, einen Kipphebel oder jede andere Vorrichtung betätigt werden, die einem Fachmann bekannt ist. Zum Beispiel kann der Kolben 108 durch den zweiten E-Fuß 128 niedergedrückt werden. Diese Anordnung ermöglicht es, eine Motorbremse zu aktivieren, indem das mit dem Kolben 108 verbundene erste Ventil 129 geöffnet wird. Die Motorbremse kann durch einen Computer aktiviert oder durch einen Schalter ausgelöst werden, der von einem Bediener eines Fahrzeugs betätigt wird, das eine Motorbremse einschließt. In dieser Anordnung kann die Motorbremse aktiviert werden, wenn der erste Körper 101 mit dem zweiten Körper 102 verriegelt ist. Der erste Körper 101 kann konfiguriert sein, um andere Modifikationen einzuschließen, die für den Fachmann offensichtlich sind. Es können auch Alternativen zur Motorbremse implementiert werden, wie Öffnungs- und Schließtechniken, mit denen Ventile früh oder spät geöffnet oder geschlossen werden.
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4 zeigt eine Seitenansicht einer Ventiltriebanordnung 200, bei der ein Elektromagnet 201 außerhalb der Zylinderwand 202 des zweiten Körpers 203 angeordnet ist. Die Ventiltriebanordnung 200 kann eine zweite Verlängerung 204 umfassen, die konfiguriert ist, um eine bewegliche Welle 205 in Richtung der zweiten Verlängerung 204 zu ziehen. Die zweite Verlängerung 204 kann ferromagnetisch sein. Ein Elektromagnet 201 kann konfiguriert werden, um ein Magnetfeld um die zweite Verlängerung 204 herum zu erzeugen. Wenn der Zylinderabschaltungsmodus eingeschaltet ist, kann die zweite Verlängerung 204 die bewegliche Welle 205 in ihre Richtung ziehen. Wenn der Zylinderabschaltungsmodus ausgeschaltet ist, kann sich die bewegliche Welle 205 von der zweiten Verlängerung 204 weg und zu einem ersten Verriegelungsstift und einem zweiten Verriegelungsstift hinbewegen.
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5 zeigt eine Draufsicht einer Ventiltriebanordnung 200, bei der sich ein Elektromagnet 201 außerhalb der Zylinderwand 202 des zweiten Körpers 203 befindet. Wie gezeigt, kann der zweite Körper 203 einen Vorspannmechanismus 207 einschließen, der konfiguriert ist, um die bewegliche Welle 205 in Richtung der Verriegelungsstifte 209, 210 vorzuspannen. Die bewegliche Welle 205 kann eine Federstütze 211 einschließen, die mit einem Vorspannmechanismus 207 in Eingriff ist. Der Vorspannmechanismus 207 kann eine Feder oder ein anderer Vorspannmechanismus sein, der für den Fachmann offensichtlich ist. Mit einem Vorspannmechanismus 207, der gegen die Federstütze 211 der beweglichen Welle 205 drückt, kann die Ventiltriebanordnung 200 auf eine Weise konfiguriert sein, um es dem Elektromagnet 201 zu ermöglichen, im Betrieb eine Richtung der Polarität zu verwenden. Die Ventiltriebanordnung 200 kann auch für einen effektiven Betrieb konfiguriert werden, wenn der Elektromagnet 201 mehr als eine Richtung der Polarität aufweist, und zwar in einer Weise, die für den Fachmann offensichtlich ist.
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6 zeigt eine Seitenansicht eines Abschnitts des zweiten Körpers 102, an dem sich der erste Verriegelungsstift 103 befindet. Der erste Verriegelungsstift 103 kann mit dem zweiten Körper 102 ausgerichtet und an diesem befestigt werden, indem eine Unterlegscheibe 131, ein Sicherungsring 132 oder andere Vorrichtungen und Wege verwendet werden, die für den Fachmann offensichtlich sind. Der erste Verriegelungsstift 103 kann einen kreisförmigen Querschnitt oder einen anderen geformten Querschnitt umfassen.
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Weitere Implementierungen werden für Fachpersonen aus der Berücksichtigung der Patentschrift und Ausübung der hier offenbarten Beispiele ersichtlich sein.
