DE112022001854T5

DE112022001854T5 - Schwenkhalterungsanordnung, aktuatoranordnung und ventiltrieb

Info

Publication number: DE112022001854T5
Application number: DE112022001854.2T
Authority: DE
Inventors: Vikram Deokar; Ketaki Purkar; Pratik Aher; Nicola Andrisani; Emanuele RAIMONDI
Original assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Current assignee: Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date: 2021-05-29
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2024-01-18
Also published as: BR112023024240A2; WO2022253465A1; JP2024521779A; CN117441055A

Abstract

Eine Schwenkhalterungsanordnung für einen Ventiltrieb umfasst einen Schwenkstift, eine erste Halterung umfassend einen ersten Montagebereich, der um den Schwenkstift drehbar ist, und einen ersten Reaktionsarm, der sich von dem ersten Montagebereich weg erstreckt, und eine zweite Halterung umfassend einen zweiten Montagebereich, der um den Schwenkstift drehbar ist, und einen zweiten Reaktionsarm, der sich von dem ersten Montagebereich weg erstreckt. Ein Anpassungselement umfasst einen Aufnahmeschenkel, der gegen die erste Halterung vorgespannt ist, und einen Übertragungsschenkel, der gegen die zweite Halterung vorgespannt ist. Ein Vorspannelement umfasst einen ersten Schenkel, der gegen die zweite Halterung vorgespannt ist, und einen zweiten Schenkel, der konfiguriert ist, um das Vorspannelement relativ zu dem Schwenkstift zu montieren. Das Vorspannelement ist konfiguriert, um den Vorspannkräften des Anpassungselements entgegenzuwirken. Eine Aktuatoranordnung kann so installiert werden, dass eine drehbare Welle senkrecht zu dem Schwenkstift ist.

Description

GEBIET
Diese Anmeldung stellt eine Schwenkhalterungsanordnung bereit, die vertikal in einem Ventiltrieb installiert ist. Eine Aktuatoranordnung und Verriegelungsanordnung können eine parallele Achse aufweisen, wobei sich die Schwenkhalterungsanordnung entlang eines Schwenkstifts senkrecht dazu erstreckt.
HINTERGRUND
Ventiltriebe werden bezüglich Gewicht, Materialeinsatz und Größe untersucht. Und es ist wünschenswert, eine variable Ventilbetätigung („VVA“), wie Zylinderabschaltung, Motorbremsung, frühe oder späte Ventilöffnung oder -schließung durch Kombinationen davon zu erhalten. Die VVA muss auch kritische Verschiebungen vermeiden.
KURZDARSTELLUNG
Durch die hierin offenbarten Verfahren und Vorrichtungen werden die vorstehend genannten Nachteile überwunden und der Stand der Technik durch eine Schwenkhalterungsanordnung, die vertikal in einem Ventiltrieb installiert werden kann, verbessert. Dadurch können geringes Gewicht, kleine Größe und eine kompakte Anordnung erreicht werden. Eine Verriegelungsvorrichtung, wie ein Kipphebel, kann durch die Schwenkhalterungsanordnung gespannt werden, so dass ein Riegel in einem geeigneten Verriegelungs- und Entriegelungsfenster bewegt wird. Anstatt Aktuatoren über den Ventiltrieb auszubreiten, werden effiziente vertikale Installationen durch eine Aktuatoranordnung betätigt, die senkrecht zu dem Schwenkstift der Schwenkhalterungsanordnung montiert ist.
Eine Schwenkhalterungsanordnung für einen Ventiltrieb umfasst einen Schwenkstift, eine erste Halterung umfassend einen ersten Montagebereich, der um den Schwenkstift drehbar ist, und einen ersten Reaktionsarm, der sich von dem ersten Montagebereich weg erstreckt, und eine zweite Halterung umfassend einen zweiten Montagebereich, der um den Schwenkstift drehbar ist, und einen zweiten Reaktionsarm, der sich von dem ersten Montagebereich weg erstreckt. Ein Anpassungselement umfasst einen Aufnahmeschenkel, der gegen die erste Halterung vorgespannt ist, und einen Übertragungsschenkel, der gegen die zweite Halterung vorgespannt ist. Ein Vorspannelement umfasst einen ersten Schenkel, der gegen die zweite Halterung vorgespannt ist, und einen zweiten Schenkel, der konfiguriert ist, um das Vorspannelement relativ zu dem Schwenkstift zu montieren. Das Vorspannelement ist konfiguriert, um den Vorspannkräften des Anpassungselements entgegenzuwirken. Optional kann der Aufnahmeschenkel gegen den ersten Reaktionsarm vorgespannt sein und der Übertragungsschenkel kann gegen den zweiten Reaktionsarm vorgespannt sein. Optional kann der erste Schenkel gegen den zweiten Reaktionsarm vorgespannt sein.
Eine erste Montageplatte kann an einem ersten Ende des Schwenkstifts sein und eine zweite Montageplatte kann an einem zweiten Ende des Schwenkstifts sein. Der zweite Schenkel kann gegen die zweite Montageplatte montiert sein. Der zweite Reaktionsarm kann eine an die zweite Montageplatte angrenzende Positionierlasche umfassen. Die erste Montageplatte kann eine erste Montagestelle umfassen, die an eine zweite Montagestelle der zweiten Montageplatte angrenzt.
Der Schwenkstift kann Durchmesseränderungen umfassen. Auf dem Schwenkstift kann eine Buchse sitzen, wobei die Buchse an dem Anpassungselement anliegt. Die Buchse kann einen Abschnitt des Schwenkstifts umgeben, und die zweite Halterung kann an der Buchse montiert sein.
Das Vorspannelement kann eine Torsionsfeder sein, die um die Buchse gewickelt ist. Das Anpassungselement kann auch eine Torsionsfeder sein, die um den Schwenkstift gewickelt ist.
Eine Aktuatoranordnung kann die Schwenkhalterungsanordnung umfassen. Die Aktuatoranordnung kann eine drehbare Welle senkrecht zu dem Schwenkstift und einen Nockenbuckel umfassen, der an der drehbaren Welle montiert ist. Der Nockenbuckel kann so konfiguriert sein, dass er sich gegen den ersten Reaktionsarm dreht. Eine Steuerung kann konfiguriert sein, um die drehbare Welle zu drehen.
Ein Ventiltrieb kann die Aktuatoranordnung und die Schwenkhalterungsanordnung umfassen. Der Ventiltrieb kann eine Verriegelungsvorrichtung umfassen. Die Verriegelungsvorrichtung kann einen Riegelstift umfassen, der in Richtung des zweiten Reaktionsarms vorsteht. Der zweite Reaktionsarm kann konfiguriert sein, um die Verriegelungsvorrichtung gemäß einem Nockenprofil des Nockenbuckels zu betätigen, wenn die drehbare Welle gedreht wird.
Der Riegelstift kann in eine axiale Richtung steuern, die parallel zu einer Hauptachse der drehbaren Welle ist. Die Verriegelungsvorrichtung kann eine um einen Kipphebel drehbare Kipphebelwelle sein. Die Kipphebelwelle kann parallel zu der drehbaren Welle sein.
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.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Ansicht eines beispielhaften Kipphebels, der mit den Lehren hierin kompatibel ist.
2A-2C sind Ansichten einer Verriegelungsanordnung, die einen Riegelstift umfasst, der mit den Lehren hierin kompatibel ist.
3 ist eine Ansicht eines Ventiltriebs, der eine Aktuatoranordnung und eine Schwenkhalterungsanordnung relativ zu einem beispielhaften Kipphebel umfasst.
4 ist eine Ansicht einer Schwenkhalterungsanordnung.
5A-5C sind Ansichten der Schwenkhalterungsanordnung relativ zu einem Riegelstift einer Verriegelungsvorrichtung und relativ zu einem Nocken einer Aktuatoranordnung.
6 ist eine Explosionsansicht einer Schwenkhalterungsanordnung.
7A und 7B sind Ansichten, die beispielhafte Druckpunkte des Anpassungselements und des Vorspannelements zeigen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine Aktuatoranordnung 100 kann ein elektromechanisches Betätigungssystem („EMS“) sein und kann verwendet werden, um ein Riegelstiftsystem 50 in einer Ventiltriebkomponente wie einem Kipphebel 1, 2 zu betätigen.
Ein Ventiltrieb 140 kann eine Verriegelungsvorrichtung umfassen. In einem entriegelten Zustand stellt die Verriegelungsvorrichtung eine Funktionalität wie Zylinderdeaktivierung, Nominalventilhub oder Niederhub-VVA-Ereignisse bereit. In einem verriegelten Zustand kann die Verriegelungsvorrichtung weitere Funktionalitäten wie Motorbrems-, Hochhub-VVA-Ereignisse, neben anderen Optionen, bereitstellen. Die Verriegelungsvorrichtung kann an vielen Stellen in dem Ventiltrieb installiert sein, wie in einem Turm oder einem Träger oder im Zylinderkopf. Oder ein Kipphebel 1, 2 kann eine Verriegelungsanordnung umfassen.
In 1 ist ein beispielhafter Kipphebel 1 gezeigt. Er umfasst Doppelrollen 23, 24, die an Nockenendkörperabschnitten 19, 20, 21 des Kipphebels 1 installiert sind. Aus dem Nockenendkörperabschnitt 19 steht ein Riegelstift 30 vor. Der Kipphebel 1 schließt ein Ventilende mit zwei Ventilarmen 12, 13 und Merkmalen wie E-Fuß 16, Verriegelungsmutter 15 und Zapfen 14 ein. Der Kipphebelkörper 11 schließt eine Kipphebelwellenbohrung 17 ein, die eine Buchse 18 aufnehmen kann. Eine Reaktionsplatte 26 kann durch Befestigungselemente 27 montiert werden, um eine Leerlauffeder 26 zu sichern.
In den 2A-2C ist ein Kipphebel 2 mit einer einzelnen Rolle 24 gezeigt, und seine Betätigung kann auf den Kipphebel 1 aufgebracht werden.
Eine Deaktivierungstechnik für die Rolle 24 ist mit einem dreistiftigen Riegelstiftsystem gezeigt. Ein elektromechanisches System ist über die Aktuatoranordnung 100 angeordnet, um das Riegelstiftsystem 50 zu betätigen. Elektromechanische Betätigung ermöglicht eine Niedertemperaturbetätigung des Riegelstiftsystems. Dann kann der Kipphebel 1, 2 oder eine andere Ventiltriebkomponente eine variable Ventilbetätigung (VVA), wie eine Zylinderdeaktivierung (CDA), eine Motorbremsung (EB), eine frühzeitige Auslassventilöffnung (EEVO), eine späte Einlassventilschließung (LIVC) neben vielen anderen Optionen implementieren, um ein Ventil mit einer oder mehreren variablen Steuerzeiten (iAGR, nVO, eIVO, lEVC, lIVO usw.) zu öffnen oder zu schließen.
Andere Beispiele für Kipphebel, die alternative Riegelstiftsysteme umfassen, können unter anderem mindestens in US7673602 , US8550047 , US6604498 , US6325030 und US 11286817 gefunden werden. Solche Riegelstiftsysteme können modifiziert werden, um mit den Lehren hierin kompatibel zu sein.
Es kann möglich sein, ein Riegelstiftsystem in einem Wälzlager über einem Nocken eines Mittenschwenk-Kipphebelsystems vom Typ III oder in einem Wälzlager eines Endschwenk-Kipphebelsystems vom Typ II oder in dem Körper des Typ-III-Kipphebelsystems, wie in den Körperstücken des Ventilendes oder in den Körperstücken angrenzend an die Kipphebelwelle, zu installieren. Oder anstatt als Lagerachse oder als Einsatz der Lagerachse zu dienen, kann die Riegelstiftanordnung innerhalb eines Körperabschnitts ausgebildet sein, der an einer Gleitplatte angebracht ist. Dann kann ein umschaltbarer Rollenschlepphebel, ein geteilter Kipphebel oder ein umschaltbarer Kipphebel entwickelt werden.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den 2A-2C gezeigt. Ein dreistiftiges Riegelstiftsystem 50 ist als Lagerachse einer Nockenseite in einem Mittenschwenk-Kipphebel 2 vom Typ III installiert. In dem Beispiel ist das Riegelstiftsystem 50 vorgespannt, um den Innenhebel 22 des Kipphebels 2 zu deaktivieren. Außenhebel 19, 20 können Ölzufuhren 41, 42 umfassen, um den Riegelstift 30 (auch als erster Riegelstift bezeichnet) und den dritten Riegelstift 32 zu schmieren oder den Öldruck bereitzustellen. Innenhebel 22 kann so verriegelt werden, dass ein Hubprofil durch die Rolle 24 übertragen wird (2C), oder Innenhebel 22 kann entriegelt werden (2A), sodass sich Innenhebel 22 im Leerlauf bewegt. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Rolle 24 eine Achse 55 mit einer Stiftbohrung 52, in der der zweite Riegelstift 31 gleiten kann. Außenhebel 19, 20 umfassen Stiftbohrungen 51, 53. Der erste Riegelstift 30 kann durch einen Sprengring 35, eine Buchse oder eine einstückig gegossene oder einstückig geformte oder gebohrte Randlippe oder eine Stufe oder ähnliche Merkmale wegbegrenzt werden. Im Ausführungsbeispiel ist der erste Riegelstift 30 derart abgestuft, dass ein Abschnitt aus der Stiftbohrung 51 vorsteht, während ein anderer Abschnitt in der Stiftbohrung 51 gleitbar ist. Der zweite Riegelstift 31 ist bündig zu der Stiftbohrung 52 gezeigt. Der dritte Riegelstift 32 ist konfiguriert, um in der Stiftbohrung 53 zu gleiten. Stiftbohrung 53 kann viele Optionen umfassen, wird jedoch mit einem Sprengring 34 gezeigt, um die Gegenfeder 33 aufzunehmen. Sprengring 34 könnte alternativ auch ein Sacklochbohrungsmerkmal im Außenhebel 20 oder eine gegossene, geformte oder gebohrte Randlippe oder eine Stufe oder eine Buchse oder ein Stecker, neben anderen Optionen, sein. Eine Ablassöffnung oder eine andere gesteuerte Öffnung kann eingeschlossen sein, und eine Steuerungslogik kann auf die Ölzufuhr 42 angewendet werden, um dem dritten Riegelstift 32 Öl bereitzustellen. Der dritte Riegelstift 32 kann einen Federteller oder ein anderes Führungsmerkmal für die Gegenfeder 33 einschließen. Ein Nippel oder ein oder mehrere Nasenmerkmale können auf der Fläche des dritten Riegelstifts 32 und auf der Fläche des ersten Riegelstifts 30 eingeschlossen sein, um am zweiten Riegelstift 31 anzuliegen. Ein solches Nasenmerkmal kann dazu führen, dass der erste und der dritte Riegelstift 30, 32 in ihre jeweiligen Verriegelungsbohrungen 51, 53 zurückfahren, wenn sich der Innenhebel 22 im Leerlauf bewegt. Nasenmerkmale, abgestufte Bohrungen, abgestufte Verrriegelungsstifte können, neben anderen Optionen, eingeschlossen sein, beispielsweise wie in der gemeinsamen US-Patentschrift 11,286,817 gelehrt wird.
Im Ausführungsbeispiel ist das Riegelstiftsystem 50 durch eine Gegenkraft CF von der Gegenfeder 33 so vorgespannt, dass der zweite Riegelstift 31 zwischen den Außenhebeln 19, 20 zentriert ist. Dann werden Nockenhubprofile nicht durch den Kipphebel 2 auf das Ventilende übertragen. Wenn jedoch das Riegelstiftsystem 50 durch eine Betätigungskraft AF betätigt wird, um von der Position in 2A zu der in 2B überzugehen, fährt der zweite Riegelstift 31 in den Außenhebel 20 und der erste Riegelstift 30 fährt in die Lagerachse 55, sodass die Nockenhubprofile durch die verriegelten Außenhebel 19, 20 zum Ventilende übertragen werden. Auf dem Grundkreis des Nockenhubprofils können die Riegelstifte 30-32 koaxial ausgerichtet sein (2A und 2B). Ein Schaltfenster kann in dem Nockenhubprofil hergestellt werden, um die Kraft der Ventilrückführfeder, der Leerlauffeder 25 und des Nockenbuckels so auszugleichen, dass die Gegenfeder 33 in dem dritten Riegelstift 32 den zweiten Riegelstift 31 in die Mittelposition schiebt oder dass die Gegenfeder 33 durch die Kraft F überwunden werden kann.
Um einen unerwünschten Weg zu verhindern, können in den Außenhebeln 19, 20 Spalten G ausgebildet sein. Dann kann sich der Innenhebel 22 geringfügig relativ zu den Außenhebeln 19, 22 bewegen, jedoch ist eine negative Rollendrehung nicht erlaubt. Der Innenhebel 22 folgt dem Nockenbuckel, ohne sich jedoch als Reaktion auf Kräfte der Leerlauffeder 25 zu überdrehen. Der erste und der zweite Riegelstift 30 und 31 können in Spalten G einfahren, um einen Kontaktverlust mit dem Nocken zu vermeiden (2C).
Eine Schulter kann in dem ersten Riegelstift 30 ausgebildet sein, um eine Aufnahme in einem jeweiligen Spalt G zu sichern.
Um das Riegelstiftsystem 50 zu betätigen, kann ein elektromechanischer Aktuator in dem Ventiltrieb 140 eingebaut sein. Eine Drehkupplung 110 kann als eine Hälfte einer Aktuatoranordnung 100 ausgebildet sein. Drehkupplung 110 kann konfiguriert sein, um die Betätigungskräfte AF der zweiten Hälfte der Aktuatoranordnung 100, der Schwenkhalterungsanordnung 200 bereitzustellen. Drehkupplung 110 kann über Befestigungshalterungen 115 oder Zylinderkopf- oder Trägermerkmale oder Turmmerkmale 114 installiert werden. Steuerung 112 kann einen Motor umfassen, der elektrische Signale in mechanische Drehung der drehbaren Welle 111 umwandeln kann. Ein Bordcomputer oder ein elektronisches Steuerungsnetz kann mit der Steuerung 112 gekoppelt oder gemeinsam mit ihr angeordnet sein, um dem Motor elektrische Signale zu liefern. Im Stand der Technik gibt es zahlreiche Alternativen. Zum Beispiel kann die Drehung der drehbaren Welle 111 über eine Steuerung 112 erfolgen, die mit einer Nockenwellendrehung durch ein Gestänge wie eine Getriebekette oder ein Getriebe verbunden ist. Obwohl eine Drehkupplung 110 für das Ausführungsbeispiel offenbart ist, ist es nicht verboten, andere Vorrichtungen wie direkt wirkende Magnetspulen oder lineare Aktuatoren mit den Lehren hierin zu kombinieren, um eine Hälfte der Aktuatoranordnung 100 zu bilden.
Obwohl eine individuelle Kipphebelsteuerung erhältlich ist, ist es möglich, Sätze von Kipphebeln 1, 2 über die drehbare Welle 111 zu steuern. Die drehbare Welle 111 kann parallel zu einer Hauptachse eines oder mehrerer von einem Kipphebel, einer Ventilhubnockenwelle, einem Riegelstiftsystem 50 oder einer Lagerachse des Kipphebels 1, 2 sein. Es kann ein geringer Platzbedarf erzielt werden.
In 5A-5C ist die drehbare Welle 111 parallel zu dem Riegelstiftsystem 50. Die Riegelstiftsystembewegungsbetätigungsachse und die drehbare Wellenhauptachse sind parallel. Dies führt zu einer kompakten Installation. Die drehbare Welle 111 kann ein drehbares Gestänge wie einen Nocken 113 oder eine Feder umfassen; viele Optionen sind im Stand der Technik vorhanden. Das Ausführungsbeispiel schließt Nocken 113 ein, der einen Grundkreis 1131 und einen Hubbuckel 1132 aufweist. Die Drehbewegung der drehbaren Welle 111 kann durch eine Schwenkhalterungsanordnung 200 in eine lineare Bewegung des Riegelstiftsystems 50 übersetzt werden. Die Schwenkhalterungsanordnung 200 kann in einer kompakten Anordnung in einem Ventiltriebturmbereich stehen. Das Riegelstiftsystem 50 kann sich in einer Achse senkrecht zur Hauptachse der Schwenkhalterungsanordnung 200 bewegen. Die Gestänge der Schwenkhalterungsanordnung 200 können an einer beliebigen Stelle entlang der axialen Richtung der drehbaren Welle 111 positioniert sein, basierend auf Anordnungsbeschränkungen innerhalb des Motorlayouts. Mit der Ausgestaltung der Drehkupplung 110 kann die Steuerung 112 nach Bedarf außerhalb oder innerhalb des Zylinderdeckels oder des Zylinderblocks montiert sein.
Schwenkhalterungsanordnung 200 kann eine Anordnung von Gestängen umfassen, um einen Aktuator zu bilden, der mit der Aktuatoranordnung 100 zusammenwirkt. Schwenkhalterungsanordnung 200 für Ventiltrieb 140 kann einen Schwenkstift 230, eine erste Halterung 240, eine zweite Halterung 250, ein Anpassungselement 260 und ein Vorspannelement 280 umfassen.
Schwenkstift 230 kann vertikal in dem Ventiltrieb 140 installiert sein. Schwenkstift 230 kann an einen Kipphebel 1, 2 oder eine andere Ventiltriebkomponente angrenzen. Wie in 3 und 5A-5C gezeigt, passen der Schwenkstift 230 und die Schwenkhalterungsanordnung 200 in einen engen Raum entlang des Kipphebels 1, 2. Eine Turmhalterung 120 und ein Befestigungselement 121 des Zylinderkopfs 130 können verwendet werden, um die Schwenkhalterungsanordnung 200 an Ort und Stelle zu befestigen, und die Schwenkhalterungsanordnung 200 passt in den kleinen Raum zwischen der Turmhalterung 120 und dem Kipphebel 1, 2. Nun kann der Verteiler über dem Ventiltrieb einen geringen Platzbedarf einhalten, da die Aktuatoranordnung 100 nahe an den Ventiltriebkomponenten angebracht werden kann.
Schwenkstift 230 kann einen Kopf 236 und einen Hals 237 umfassen. Ein oberes Ende 231 kann an einer oberen oder ersten Montageplatte 210 anliegen. Ein unteres Ende 232 kann an einer unteren oder zweiten Montageplatte 220 anliegen. In der ersten und zweiten Montageplatte 210, 220 kann ein Loch, eine Vertiefung oder eine andere Aufnahmeanordnung eingeschlossen sein, um die oberen und unteren Enden 231, 232 des Schwenkstifts 230 zu positionieren. Schwenkstift 230 kann auch eine optionale Positionierungsnut 235 einschließen. Zusätzliche Positionierungssstufen oder -nuten können für Zwecke wie leichtes Gewicht oder zum Positionieren oder Führen der Gestänge verwendet werden. Ein optionaler Kupplungsstift- 233 und eine optionale Kupplungsbohrungsanordnung 234 können verwendet werden, um den Schwenkstift 230 in der Schwenkhalterungsanordnung 200 zu verriegeln. Kupplungsstift 233 kann viele Formen annehmen und alternativ durch einen Sprengring, eine Buchse oder einen Riegelstift ersetzt werden.
Eine erste Halterung 240 kann einen ersten Montagebereich 242, der um den Schwenkstift 230 drehbar ist, und einen ersten Reaktionsarm 243, der sich von dem ersten Montagebereich 242 weg erstreckt, umfassen. Der erste Halterungskörper 241 kann als Optionen ein gestanztes, geformtes oder ausgebildetes Plattenmaterial oder eine geflanschte rohrförmige Struktur oder eine Komponente mit einem Durchgangsloch umfassen. Im Ausführungsbeispiel wird ein Plattenmaterial gebogen, um den ersten Montagebereich 242 zu bilden. Andere Optionen wie Durchgangslöcher oder rohrförmige Strukturen können verwendet werden. Der erste Reaktionsarm 243 kann in den Körper 241 und den ersten Montagebereich 242 integriert oder damit einstückig sein. Der erste Reaktionsarm 243 kann je nach den Spezifikationen des Ventiltriebs 140 bemessen und geformt sein. Der erste Reaktionsarm 243 kann geformt sein, um sich um Komponenten wie das Befestigungselement 121 zu biegen, oder kann geformt sein, um den Nocken 113 der Drehkupplung 110 zu erreichen. Das Kontaktprofil des ersten Reaktionsarms 243 kann so hergestellt werden, dass ein glatter Kontakt zwischen dem Nocken 113 und der ersten Halterung 240 hergestellt wird. Der erste Montagebereich kann den Kopf 236 des Schwenkstifts 230 als einen ersten Positionierdurchmesser der Schwenkhalterungsanordnung 200 umwickeln.
Die zweite Halterung 250 kann einen oder mehrere zweite Montagebereiche 252, die um den Schwenkstift 230 herum drehbar sind, und einen zweiten Reaktionsarm 253, der sich von dem zweiten Montagebereich 252 weg erstreckt, umfassen. Das Kontaktprofil des zweiten Reaktionsarms 253 kann so hergestellt werden, dass ein glatter Kontakt zwischen dem Riegelstift 30 und der zweiten Halterung 250 hergestellt wird. Der zweite Halterungskörper 251 kann als Optionen ein gestanztes, geformtes oder ausgebildetes Plattenmaterial oder eine geflanschte, rohrförmige Struktur oder eine Komponente mit einem Durchgangsloch sein. Im Ausführungsbeispiel wird ein leichtgewichtiges Plattenmaterial an zwei Stellen gebogen, um zwei zweite Montagebereiche 252 zu bilden. Obwohl die zweiten Montagebereiche 252 direkt an dem Schwenkstift 230 anliegen können, schließt das Ausführungsbeispiel eine Buchse 270 ein, die über eine Positionierungsnut 235 des Schwenkstifts 230 gleitet, und die zweiten Montagebereiche 252 liegen an der Buchse 270 an. Der Schwenkstift 230 kann Durchmesseränderungen umfassen. Buchse 270 kann auf dem Schwenkstift 230 sitzen, wobei die Buchse 270 an dem Anpassungselement 260 anliegt. Buchse 270 kann einen Abschnitt des Schwenkstifts 230 umgeben. Die zweite Halterung 250 kann optional an der Buchse 270 montiert sein.
Der zweite Reaktionsarm 253 erstreckt sich von dem zweiten Halterungskörper 251. Eine optionale Positionierlasche 254 kann sich von dem zweiten Reaktionsarm 253 erstrecken. Positionierlasche 254 kann sich gegen die zweite Montageplatte 220 bewegen, um beispielsweise eine stabilisierende Betätigung der Schwenkhalterungsanordnung 200 zu unterstützen. Oder die Positionierungslasche 254 kann eine andere Funktion ausführen, wie beispielsweise so bemessen oder geformt zu sein, dass sie sich von dem Schwenkstift 230 weg erstreckt, um auf einen Riegel 30 des Riegelstiftsystems 50 zu drücken.
Ein Anpassungselement 260 kann einen Aufnahmeschenkel 261 umfassen, der gegen die erste Halterung 240 vorgespannt ist. Im Ausführungsbeispiel ist Aufnahmeschenkel 261 gegen den ersten Reaktionsarm 243 vorgespannt gezeigt, obwohl Aufnahmeschenkel 261 als Optionen in einem Befestigungsloch oder Schlitz oder gegen eine andere Oberfläche des ersten Montagebereichs 242 positioniert werden könnte. Aufnahmeschenkel 261 kann gebogen oder abgewinkelt sein, um die Betätigungskräfte AF aufzunehmen, wenn der erste Reaktionsarm 243 gedrückt wird. Anpassungselement 260 weist mehrere Montageoptionen auf, solange der Aufnahmeschenkel 261 die Betätigungskräfte AF von der Drehkupplung 110 aufnimmt, in diesem Beispiel die Betätigungskräfte AF aus Nocken 113. Ebenso weist der Übertragungsschenkel 263 mehrere Optionen auf, um die Betätigungskräfte AF auf die zweite Halterung 250 zu übertragen. Das Ausführungsbeispiel zeigt Übertragungsschenkel 263, der gegen den zweiten Reaktionsarm 253 vorgespannt ist, obwohl er auch gebogen oder abgewinkelt sein kann, um die Betätigungskräfte AF auf die zweite Halterung 250 zu drücken. Die Positionierung der Anpassungsfeder 260 ermöglicht die umgekehrte Bewegung, um die Schwenkhalterungsanordnung 200 in die nicht betätigte Position zurückzubringen. Die Gegenkräfte CF der Gegenfeder 33 können den Riegel 30 gegen den zweiten Reaktionsarm 253 drücken. Wenn der Riegelstift 30 stecken bleibt, kann das Anpassungselement 260 eine Dämpfung bereitstellen, um die Drehung des Nockens zu verwalten und zu absorbieren.
Vorspannelement 280 kann auch die Gegenkräfte CF liefern. Vorspannelement 280 umfasst einen ersten Schenkel 281, der gegen die zweite Halterung 250 vorgespannt ist. Im Ausführungsbeispiel ist der erste Schenkel 281 gegen den zweiten Reaktionsarm 253 vorgespannt. Ein zweiter Schenkel 283 kann konfiguriert sein, um das Vorspannelement 280 relativ zu dem Schwenkstift 230 zu montieren. Beispielsweise kann ein Loch oder Schlitz den zweiten Schenkel 283 aufnehmen oder, wie gezeichnet, der zweite Schenkel kann einen Abschnitt des zweiten Stiftflansches 224 flankieren. Der zweite Schenkel 283 kann gegen die zweite Montageplatte 220 montiert sein. Das Vorspannelement 280 kann konfiguriert sein, um den Vorspannkräften des Anpassungselements 260 entgegenzuwirken, sodass, wenn sich der Nocken 113 auf dem Grundkreis 1131 befindet, die Gegenkräfte CF der Gegenfeder 33 und des Vorspannelements 280 das Riegelstiftsystem 50 in seine normal vorgespannte Position bewegen können (2A und 5B). Wenn jedoch der Nocken 113 den Hubbuckel 1132 gegen den ersten Reaktionsarm 243 drückt, werden die Gegenfeder 33 und das Vorspannelement 280 überwunden und die Betätigungskräfte AF betätigen den Riegel 30, der aus der Ventiltriebkomponente vorsteht (5C).
Das Vorspannelement 280 kann eine Torsionsfeder sein, die um die Buchse 270 oder um den Schwenkstift 230 gewickelt ist. Das Anpassungselement 260 kann auch eine Torsionsfeder sein, die um den Schwenkstift 230 gewickelt ist. Buchse 270 kann eingeschlossen sein, um beispielsweise eine Führung für die Positionierung des Anpassungselements 260 bereitzustellen. Buchse 270 kann eine gerollte Kante 271 oder eine andere Lippe oder eine Randlippe umfassen, welche die Platzierung des Anpassungselements 260 entlang der Hauptachse des Schwenkstifts 230 sichert. Buchse 270 könnte auch die zweiten Montagebereiche 252 stützen oder eine Rotationsfläche bereitstellen, die ein sanftes Drehen von Teilen in der Schwenkhalterungsanordnung 200 ermöglicht. Ausschnitte in einem oder mehreren des zweiten Reaktionsarms 253 und des zweiten Montagebereichs 242 können einen Sitz in dem zweiten Halterungskörper 241 bilden, um das Vorspannelement 280 entlang des Schwenkstifts 230 zu positionieren. Während für das Ausführungsbeispiel Torsionsfedern gezeigt sind, kann es möglich sein, Blattfedern zu verwenden.
Vorspannelement 260 kann eine Torsionsfeder als Gestänge sein, um sicherzustellen, dass sowohl die erste als auch die zweite Halterung 240, 250 gegen benachbarte Elemente gespannt sind (die erste Halterung 240 ist gegen Nocken 113 gespannt und die zweite Halterung 250 ist gegen Riegelstift 30 gespannt).
Eine erste Montageplatte 210 kann an dem ersten Ende 231 des Schwenkstifts 230 sein, und eine zweite Montageplatte 220 kann an dem zweiten Ende des Schwenkstifts 232 sein. Die erste Montageplatte 210 kann eine erste Montagestelle 212 umfassen, die an eine zweite Montagestelle 222 der zweiten Montageplatte 220 angrenzt. Die erste Montageplatte 210 kann einen ersten Montageplattenkörper 213 umfassen, der einen ersten Stiftflansch 214 mit einem ersten Stiftsitz 211, wie einem Loch, einer Nut, einer Vertiefung, neben anderen Optionen, umfasst. Die erste Montagestelle 212 kann ein Durchgangsloch zum Befestigen an dem Zylinderkopf 130 oder an einer Turmhalterung 120 umfassen, wie sie im Ventiltrieb 140 ausgebildet ist. Die zweite Montageplatte 220 kann in ähnlicher Weise einen zweiten Montageplattenkörper 223 umfassen, der einen zweiten Stiftflansch 224 mit einem zweiten Stiftsitz 221, wie einem Loch, einer Nut, einer Vertiefung, neben anderen Optionen, umfasst. Die zweite Montagestelle 222 kann ein Durchgangsloch zum Befestigen an dem Zylinderkopf 130 oder an einer Turmhalterung 120 umfassen, wie sie im Ventiltrieb 140 ausgebildet ist. Die erste und zweite Montagestelle 212, 222 können zur gleichzeitigen Montage zusammengefügt werden. Klammern, Laschen, Streben, Stützen können, neben anderen Optionen, die Durchgangslöcher in der ersten und zweiten Montagestelle 212, 222 ersetzen.
Merkmale der ersten und zweiten Montageplatte 210, 220 können Vorteile bereitstellen, wie zusätzliche Stabilität oder Ummantelung der Schwenkhalterungsanordnung 200. Zum Beispiel kann der zweite Stiftflansch 224 das Vorspannelement 280 stabilisieren und positionieren. Der zweite Schenkel kann gegen die zweite Montageplatte montiert sein. Als weiteres Beispiel kann der zweite Reaktionsarm 253 eine Positionierlasche 254 umfassen, die an die zweite Montageplatte 220 angrenzt. Die Positionierlasche 254 könnte als Führungs- oder Stabilisierungsaspekt gegen den zweiten Stiftflansch 224 streichen oder rutschen.
Eine Aktuatoranordnung 100 kann die Schwenkhalterungsanordnung 200 umfassen. Die Aktuatoranordnung 100 kann eine drehbare Welle 111 senkrecht zum Schwenkstift 230 umfassen, und ein Nockenbuckel 113 kann an der drehbaren Welle 111 montiert sein.
Der Nockenbuckel 113 kann konfiguriert sein, um sich gegen den ersten Reaktionsarm 240 zu drehen. Eine Steuerung 112 kann konfiguriert sein, um die drehbare Welle 111 zu drehen.
Ein Ventiltrieb 140 kann die Aktuatoranordnung 100 und die Schwenkhalterungsanordnung 200 umfassen. Der Ventiltrieb 140 kann eine Verriegelungsvorrichtung wie einen Kipphebel 1, 2 umfassen. Die Verriegelungsvorrichtung kann ein Riegelstiftsystem 50 mit einem Riegelstift 30 umfassen, der in Richtung des zweiten Reaktionsarms 253 vorsteht. Der zweite Reaktionsarm 253 kann konfiguriert sein, um das Riegelstiftsystem 50 gemäß einem Nockenprofil des Nockenbuckels 113 zu betätigen, wenn die drehbare Welle 111 gedreht wird.
Der Riegelstift 30 kann in axialer Richtung steuern, die parallel zu einer Hauptachse der drehbaren Welle 111 ist. Die Verriegelungsvorrichtung kann ein Kipphebel 1, 2 sein, der um eine Kipphebelwelle 60 drehbar ist. Die Kipphebelwelle 60 kann parallel zu der drehbaren Welle 111 sein.
Gestänge der Schwenkhalterungsanordnung 200 sind kompakt. Außerdem können das Anpassungselement 260 und das Vorspannelement 280 eingeschlossen sein, um den Betrieb des elektromechanischen Aktuators auch dann sicherzustellen, wenn ein anderes Teil, wie Riegelstift 30, in seiner Position feststeckt oder keine Verriegelung bzw. Entriegelung in seinem Schaltfenster ausführt. Das Anpassungselement 260 und das Vorspannelement 280 ermöglichen auch eine Vorspannung des Riegelstifts 30, sodass die Zeitsteuerung der Drehkupplung 110 nicht so perfekt sein muss. Dann kann der Nocken 113 die Schwenkhalterungsanordnung 200 spannen und das Anpassungselement 260 kann die Betätigungskräfte AF speichern, bis die Verriegelungsvorrichtung konfiguriert ist, um den Riegelstift 30 zu bewegen. Wenn zum Beispiel der Kipphebel 1, 2 sich noch im Hub (2C) befindet, kann das Anpassungselement die Betätigungskräfte AF speichern, bis das Riegelstiftsystem 50 auf die Betätigung ausgerichtet ist (2A), und anschließend kann das Anpassungselement die gespeicherten Betätigungskräfte freigeben, um das Riegelstiftsystem 50 (2B) zu bewegen. Umgekehrt können die Gegenfeder 33 und das Vorspannelement 280 mit den Gegenkräften CF vorspannen.
Die Schwenkhalterungsanordnung 200 ist in der Lage, die Drehbewegung des Nockens 113 auf der drehbaren Welle 111 in eine axiale Bewegung des Riegelstiftsystems 50 umzuwandeln.
Sobald die Aktuatoranordnung 100 aktiviert ist, dreht Drehkupplung 110 die drehbare Welle 111. Dies kann zum Beispiel bis zu 75 Grad oder eine volle Drehung sein, je nach Gestaltungswahl. Dann drückt ein auf der drehbaren Welle 111 montierter Nockenbuckel 113 auf die erste Halterung 240, die auf dem Schwenkstift 230 schwenkt, und über das Anpassungselement 260 auf die zweite Halterung 250. Anpassungselement 260 kann ein Torsionselement zwischen der ersten und der zweiten Halterung 240, 250 sein, um sicherzustellen, dass sich beide Halterungen um den Schwenkstift 230 drehen, um Spannung/Bewegung auf den Riegelstift 30 zu übertragen.
Weitere Implementierungen werden für Fachleute aus der Berücksichtigung der Patentschrift und Ausübung der hier offenbarten Beispiele ersichtlich sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

US 7673602 [0017]
US 8550047 [0017]
US 6604498 [0017]
US 6325030 [0017]
US 11286817 [0017, 0019]

Claims

Schwenkhalterungsanordnung für einen Ventiltrieb, umfassend: einen Schwenkstift; eine erste Halterung, umfassend einen ersten Montagebereich, der um den Schwenkstift drehbar ist, und einen ersten Reaktionsarm, der sich von dem ersten Montagebereich weg erstreckt; eine zweite Halterung, umfassend einen zweiten Montagebereich, der um den Schwenkstift drehbar ist, und einen zweiten Reaktionsarm, der sich von dem ersten Montagebereich weg erstreckt; ein Anpassungselement, umfassend: einen Aufnahmeschenkel, der gegen die erste Halterung vorgespannt ist; und einen Übertragungsschenkel, der gegen die zweite Halterung vorgespannt ist; und ein Vorspannelement, umfassend: einen ersten Schenkel, der gegen die zweite Halterung vorgespannt ist; und einen zweiten Schenkel, der konfiguriert ist, um das Vorspannelement relativ zu dem Schwenkstift zu montieren, wobei das Vorspannelement konfiguriert ist, um den Vorspannkräften des Anpassungselements entgegenzuwirken.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine erste Montageplatte an einem ersten Ende des Schwenkstifts und eine zweite Montageplatte an einem zweiten Ende des Schwenkstifts.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 2, wobei der zweite Schenkel gegen die zweite Montageplatte montiert ist.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 2, wobei der zweite Reaktionsarm eine Positionierlasche umfasst und wobei die Positionierlasche an die zweite Montageplatte angrenzt.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die erste Montageplatte eine erste Montagestelle umfasst, die an eine zweite Montagestelle der zweiten Montageplatte angrenzt.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Schwenkstift Durchmesseränderungen umfasst.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Buchse, die auf dem Schwenkstift sitzt, wobei die Buchse an dem Anpassungselement anliegt.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 7, wobei die Buchse einen Abschnitt des Schwenkstifts umgibt und wobei die zweite Halterung an der Buchse montiert ist.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Vorspannelement eine Torsionsfeder ist, die um die Buchse gewickelt ist.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Anpassungselement eine Torsionsfeder ist, die um den Schwenkstift gewickelt ist.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Aufnahmeschenkel gegen den ersten Reaktionsarm vorgespannt ist und wobei der Übertragungsschenkel gegen den zweiten Reaktionsarm vorgespannt ist.
Schwenkhalterungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Schenkel gegen den zweiten Reaktionsarm vorgespannt ist.
Aktuatoranordnung, umfassend die Schwenkhalterungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-10, wobei die Aktuatoranordnung ferner umfasst: eine drehbare Welle senkrecht zu dem Schwenkstift; und einen Nockenbuckel, der an der drehbaren Welle montiert ist, wobei der Nockenbuckel konfiguriert ist, um sich gegen den ersten Reaktionsarm zu drehen.
Ventiltrieb, umfassend die Aktuatoranordnung nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Ventiltrieb ferner eine Verriegelungsvorrichtung umfasst, wobei die Verriegelungsvorrichtung einen Riegelstift umfasst, der in Richtung des zweiten Reaktionsarms vorsteht, wobei der zweite Reaktionsarm konfiguriert ist, um die Verriegelungsvorrichtung gemäß einem Nockenprofil des Nockenbuckels zu betätigen, wenn die drehbare Welle gedreht wird.
Ventiltrieb nach Anspruch 13, wobei der Riegelstift in eine axiale Richtung steuert, die parallel zu einer Hauptachse der drehbaren Welle ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 13, wobei die Verriegelungsvorrichtung ein Kipphebel ist, der um eine Kipphebelwelle drehbar ist, und wobei die Kipphebelwelle parallel zu der drehbaren Welle ist.