DE3443855A1 - Hebelstangenmechanismus mit veraenderlichem hebelverhaeltnis - Google Patents
Hebelstangenmechanismus mit veraenderlichem hebelverhaeltnisInfo
- Publication number
- DE3443855A1 DE3443855A1 DE19843443855 DE3443855A DE3443855A1 DE 3443855 A1 DE3443855 A1 DE 3443855A1 DE 19843443855 DE19843443855 DE 19843443855 DE 3443855 A DE3443855 A DE 3443855A DE 3443855 A1 DE3443855 A1 DE 3443855A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- shaft
- rocker arm
- opening
- serrations
- lever
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/18—Rocking arms or levers
- F01L1/181—Centre pivot rocking arms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H51/00—Levers of gearing mechanisms
- F16H51/02—Levers of gearing mechanisms adjustable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Mechanical Control Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
- ίο -
Hebelstangenmechanismus mit veränderlichem
Hebel verhältnis
Hebel verhältnis
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hebelstangenmechani
smus, der zum Übertragen von einer linearen Hin- und Herbewegung und/oder einer Kraft durch ein Verschwenken
um einen Drehpunkt zwischen den Enden der Hebelstange verwendet wird, und insbesondere betrifft
sie eine Hebelstange dieser Art, bei der das Längenverhältnis
der Hebelarme der jeweiligen Hebelenden um den zwischenliegenden Hebeldrehpunkt zueinander verändert
werden kann.
Die vorliegende Erfindung kann bei mechanischen Vorrichtungen eingesetzt werden, bei denen eine lineare
Hin- und Herbewegung stattfindet:
1. in eine andere Richtung,
2. in eine andere lineare Bewegung, die zur ersten in einem bestimmten Verhältnis steht, oder
3. in Fällen, bei denen die die Bewegung der Hebelstange wirkende lineare Bewegung direkt durch die Drehbewegung
einer Nockenvorrichtung bewirkt wird, die eine oder mehrere Erhöhungen aufweist, oder bei denen
die lineare Bewegung durch einen Hebel, einen Kolben oder eine andere Krafteinleitungsvorrichtung
bewirkt wird, die dahingehend wirken, das Ende des Hebelarms in einem bogenförmigen Bewegungsbild um
den Hebel drehpunkt hin und her anzutreiben.
Bei Verbrennungsmotoren mit hängenden Ventilen wurden bislang die Kipphebel zwangsweise in einer wechselseitigen
Drehbewegung um einen festen Drehpunkt geführt.
Da dieser Drehpunkt bezüglich der festen Anordnung der Motorventile und der Nockenwelle und/oder Stößel feststeht,
ist die Größe der Venti1 öffnung über den gesamten Bereich der Motorgeschwindigkeiten und der Motorbelastungen
konstant. Somit wurde es als sehr wünschenswert erachtet, eine Einrichtung zu schaffen, mit der
die. Öffnung des Ventils, während des Betriebs des Motors, abhängig von den verschiedenen Belastungsanforderungen
an den Motor, verändert und gesteuert werden kann. Insbesondere war es wünschenswert, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit der eine wahlweise Vergrößerung der Venti1 öffnung in Abhängigkeit von der erhöhten
Motordrehzahl und mit der zusätzlich eine Verringerung der Venti1 öffnung ermöglicht wird bei Motorgeschwindigkeiten
unterhalb des optimalen Leistungsscheitelpunkts,
der durch die Form der Nockenwelle des jeweiligen Motors vorgegeben ist. Bei Motorgeschwindigkeiten unterhalb
dieses optimalen Leistungsscheitels verhindert
eine Abnahme der Ventilöffnung proportional zur Drehzahl
eine "Belastung" ("Loading") der Nockenwelle und schafft dadurch ein größeres Drehmoment bei Motorgeschwindigkeiten
in diesem Bereich unter dem Scheitelpunkt. In gleicher Weise liefert eine Erhöhung der Ventilöffnung
proportional zur Drehzahl eine höhere Ausgangsleistung im Bereich über dem Leistungsscheitel.
Im Endergebnis wird die optimale Leistungsscheite!kurve
wirkungsvoll verbreitert, indem ein Leistungsscheitel
erreicht wird, der sich in der Tat in Abhängigkeit von der Venti1 öffnung, die wiederum von der momentanen
Motordrehzahl abhängt, verschiebt. Auf diese Weise wird eine erhöhte Wirtschaftlichkeit im Treibstoffverbrauch
bei allen Motorgeschwindigkeiten erreicht, da die momentane
Venti1 öffnung im wesentlichen über dem gesamten Geschwindigkeitsbereich für die jeweils vorgegebene
Nockenwellenform optimal ist.
Die vorliegende Erfindung wird insbesondere bei Verbrennungsmotoren
eingesetzt, bei denen die Hebelstange gemäß dem Kipphebel von Motoren mit hängenden Ventilen
ausgestaltet ists wobei die wechselseitige lineare Bewegung
von einem sich drehenden Nocken entweder direkt auf den Kipphebel oder indirekt über einen Stößel auf
den Kipphebel übertragen wird. Der Kipphebel dreht sich
um einen Drehpunkt bzw. eine Welle, so daß die auf ein
Ende des Kipphebels ausgeübte wechselseitige Bogenbewegung
durch diesen mittels einer oszillierenden Drehung um den Drehpunkt zum anderen Ende des Kipphebels
geleitet wird, der in Eingriff mit dem Schaft eines im Motorkopf angeordneten Ventils steht, um dadurch das
Ventil wahlweise zu öffnen, wodurch die Ansaug- und Auspuffgase an diesem vorbei geführt werden können.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Einrichtung,
durch die das Verhältnis des Weges der wechselseitigen
Bogenbewegung5 die das mit der Nockenwelle oder dem Stößel in Eingriff stehende Kipphebelende bezüglich des
Drehpunkts ausführt, zu dem Weg der Bogenbewegung, die das mit dem Ventilschaft in Eingriff stehende Kipphebelende
in Abhängigkeit der wechselnden Motorlastungen
während des Betriebs des Motors ausführt, verändert werden kann.
Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung außer
bei Kipphebeln von Verbrennungsmotoren auch bei einer Vielzahl anderer Anwendungsgebiete eingesetzt werden.
Jedoch wird sie zum besseren Verständnis im Einzelnen
an Hand des Einsatzbeispiels als Venti1öffnungsmechanismusses
einer Verbrennungsmaschine beschrieben und
erläutert.
Die vorliegende Erfindung schafft einen neuen Hebelstangenmechanismus
mit veränderlichem Hebelverhältnis,
der bei einer Verbrennungsmaschine mit hängenden Ventilen,
zum Verschieben des Hebeldrehpunkts eingesetzt
wird, um den sich der Hebelarm bezüglich seiner entfernten Enden verschwenkt. Die Erfindung wird an Hand
eines Kipphebels zum Öffnen eines Ventils beschrieben, der bezüglich seiner Lage zum Ventilschaft und zum
Stößel oder zum Berührungspunkt zwischen dem Kipphebel und einer auf diesen einwirkenden Nockenwelle in einer
Stellung gehalten wird. Der Kipphebel weist eine im wesentlichen langgestreckte Durchgangsöffnung auf,
durch die die Drehachse bzw. Welle in funktionel1 er
Hinsicht derart angeordnet ist, daß der Kipphebel um die Drehachse verschwenkt werden kann. Die Welle kann
innerhalb der länglichen Öffnung des Kipphebels derart seitlich bewegt werden, daß das Verhältnis der momentanen
Hebelarme jedes Kipphebelendes bezüglich des Drehpunktes
geändert werden kann. Diese Verschiebung des Kipphebeldrehpunktes verändert die relative Bogenweglänge
jedes Kipphebelendes. Auf diese Weise kann der
Betrag des Ventilhubes für jeden gegebenen, konstanten Betrag einer wechselseitigen Stößel bewegung oder eines
Nockenwellenausschlags geändert und gesteuert werden.
Die seitlich verschiebbare Drehachse wird in funktioneller
Stellung innerhalb länglicher Durchgangsöffnungen
gehalten, die in feststehenden Weilenhalterungen
ausgebildet sind, die direkt auf dem Kopf der Verbrennungsmaschine
befestigt sind. Die geometrische Form dieser Durchgangsöffnungen innerhalb der Wellenhalterungen
bestimmt die seitliche Bewegung der Welle zum
Verschieben des Drehpunkts der Kipphebel um die Welle,
um die gewünschte Änderung des momentanen Hebelverhältnisses zu bewirken.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
werden im folgenden an Hand der beigefügten Zeichnungen
beispielsweise näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1: eine Draufsicht auf einen typischen Kopf einer
Verbrennungsmaschine mit hängenden Ventilen, die den Ventil- und Kipphebelanordnungsmechanismus
gemäß der vorliegenden Erfindung in funktioneller Lage zeigt;
Fig. 2: eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform
eines Kipphebels in funktioneller
Anordnung bezüglich der Welle, des Stößels und des Venti1 schaftes, geschnitten entlang der
Linie 2-2 aus Fig. 1;
Fig. 3: eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform
einer feststehenden WeI1enhalterung
des Kipphebeimechanismusses, geschnitten entlang
der Linie 3-3 aus Fig. 1;
Fig. 4: eine Seitenansicht gemäß Fig. 2 einer ersten
alternativen Ausführungsform, die die kämmenden Nuten entlang der oberen Fläche der Welle
darstellt;
Fig. 5: eine Seitenansicht gemäß Fig. 3 der Wellenhalterung
mit dem Kipphebel aus Fig. 4;
Fig. 6: eine Seitenansicht gemäß Fig. 2 einer zweiten
alternativen Ausführungsform eines Kipphebels,
der in sich Kerbzahneinsätze aufweist;
Fig. 7: eine senkrechte Schnittdarstellung entlang der
Linie 7-7 aus Fig. 6, die die Stellung der
Einsätze bezüglich des Kipphebels darstellt;
Fig. 8a: eine Seitenansicht des Kerbzahnrings, der in
der zweiten alternativen Ausführungsform verwendet
wird;
Fig. 8b: eine senkrechte Schnittdarstellung des kerbverzahnten
Rings und des Kerbzahneinsatzes, die deren jeweilige Dicke und Ausrichtung
darstel1t;
Fig. 9: eine Seitenansicht gemäß Fig. 3 einer dritten
alternativen Ausführungsform einer feststehenden
WeI1enhalterung, die eine Rollenlagerbaugruppe
darstellt, die funktionell zwischen der
Weile und der damit in Eingriff stehenden belastungstragenden
Fläche der WeI Tenhalterung
angeordnet i st;
Fig. 10: eine Seitenansicht gemäß Fig. 4 einer dritten
alternativen Ausführungsform eines Kipphebels,
die eine Rollenlagerbaugruppe darstellt, die
funktionell zwischen der Welle und der mit dieser in Eingriff stehenden belastungstragenden
Fläche des Kipphebels angeordnet ist;
Fig. 11: eine Seitenansicht einer vierten alternativen
Ausführungsform eines Kipphebels, der eine
alternative Einrichtung zum Halten des Kipphebels in funktione!1 er Stellung bezüglich des
Venti1 Schafts und des Stößels aufweist;
Fig. 12: eine Seitenansicht einer fünften alternaiven
Ausführungsform eines Kipphebels, der drehbar
auf einer Welle angebracht ist, die seitlich,
auf den Ventilschaft oder die Nockenwelle.zu,
verschiebbar ist;
Fig. 13: eine Seitenansicht einer sechsten alternativen
Ausführungsform einer Kipphebel- und Wellenverbindung;
und
Fig. 14: eine waagrechte Schnittdarstellung, geschnitten
entlang der Linie 14-14 aus Fig. 13.
Fig. 1 zeigt einen typischen Ventilkopf 10 einer Verbrennungsmaschine
in einer Draufsicht. Es wird ein Bereich eines Verbindungsmechanismusses eines Kipphebels
mit veränderlichem Hebelverhältnis dargestellt,
der den Grundgedanken eines Hebelstangenmechanismusses
mit veränderlichem Hebelverhältnis gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet, der allgemein mit der Bezugsziffer 12 gekennzeichnet und in funktione!I er Weise
auf dem Oberteil des Kopfes 10 befestigt ist. Zur Vereinfachung
der Erläuterungen wird die vorliegende
Erfindung an Hand des Anwendungsbeispieles als Kipphebelbaugruppe
für eine herkömmliche Verbrennungsmaschine mit hängenden Ventilen beschrieben. Jedoch kann
der Hebelstangenmechanismus mit variablem Hebelverhältnis
gemäß der vorliegenden Erfindung selbstverständlich
in jeder anderen mechanischen Anordung eingesetzt
werden, bei der es wünschenswert oder vorteilhaft ist, den Drehpunkt einer Hebel anordnung zu ändern, um das
Wegverhältnis der linearen Bewegung der Verbindungsstangen oder ähnlicher, mit dem Hebel verbundenen
Teile, zu ändern.
Wird der Hebelstangenmechanismus mit veränderlichem
Hebelverhältnis gemäß der vorliegenden Erfindung in
einer Verbrennungsmaschine eingesetzt, weist er die
Form eines Kipphebels 14 auf, der drehbar auf einer
Drehachse oder Welle 16 angeordnet ist. Die Welle 16
wird in Abstand zum Ventilkopf 10 von einer feststehenden WeIlenhalterung 18 gehalten, die auf dem Ventilkopf
durch Gewindebolzen 20 oder durch andere ähnliche
Befestigungselemente fest angebracht ist. Die Welle 16
weist desweiteren einen Betätigungshebel 22 oder eine
ähnliche Vorrichtung zum Drehen der Welle in Abhängigkeit
von wechselnden Belastungsbedingungen des
Motors auf, wie nachstehend genauer erläutert wird.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Kipphebel 14 funktionell um die Welle 16 angeordnet, um sich um diese zu
verschwenken, wodurch das Öffnen des Ventils 24 in Abhängigkeit von einer linearen (nach oben gerichteten,
wie in den Zeichnungen dargestellten) Bewegung eines
Stößels 26 in üblicher Weise bewirkt wird. Der Kipphe-
bei 14 weist einen inneren Führungskörper oder eine
Hülse 28 von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt
auf, die in einem Teil 30 des Kipphebelkörpers
festgelötet, heftgeschweißt oder in anderer Weise dauerhaft befestigt ist. Der Führungskörper 28 bildet
einen länglichen Durchtritt oder eine Öffnung 29 durch den Kipphebel, mittels der der Kipphebel drehbar mit
der Welle verbunden ist. Der Kipphebel könnte selbstverständlich auch aus einem einzigen Stück gefertigt
sein, in dem eine längliche Öffnung eingefräst oder in anderer Weise ausgebildet ist. Der Teil 30 des Körpers
weist ein erstes Ende 32 zum Eingreifen in den Stößel 26 auf. Wie dargestellt, weist der Stößel 26 ein halbkugelförmiges
Ende 34 auf, das in eine dazu passende halbkugelförmige Aufnahme 36 im ersten Ende 32 des
Kipphebelkörpertei1s eingreift. Der Fachmann wird
sofort erkennen, daß eine solche mechanische Verbindung allgemein in Verbindung mit hydraulisch betätigten
Venti1 stößel η verwendet wird, wobei keine mechanische
Arretierung zum wirksamen Öffnen des Ventils 24 benötigt wird. Zusätzlich umfaßt die vorliegende Erfindung
selbstverständlich auch den Einsatz der bekannten
mechanischen "starren" Ventilstößel, bei denen eine mechanische Fixierung, üblicherweise ein Schraubenmechanismus,
der vom ersten Ende 32 des Kipphebelkörpers
getragen wird, zum Bewirken der notwendigen mechanischen Arretierung verwendet wird.
Der Teil 30 des Kipphebelkörpers weist außerdem ein dem
zweiten Ende 38 gegenüberliegendes erstes Ende 32 auf,
wobei das zweite Ende eine Venti1 schafteingriffsfläche
42 zum in Eingriff geraten mit dem Ende eines Ventilschafts 40 des Ventils 24 besitzt. Im allgemeinen ist
das Ende des Venti 1 Schafts 40 so eben wie möglich,
deshalb ist die Venti1schafteingriffsf1äche 42 leicht
gekrümmt, damit der Eingriff zwischen dem Ventilschaft und dem Kipphebel über den gesamten Schwenkbereich des
Kipphebels um die Welle 16 so groß wie möglich ist (theoretisch eine Linienberührung). Es ist unumgänglich,
diesen Flächenkontakt zwischen der Kipphebelf1äche
42 und dem oberen Ende des Ventilschafts aufrecht zu erhalten. Die vorliegende Erfindung erreicht dies in
einzigartiger Weise, wobei sie zusätzlich jegliche Seitenbelastungs
wie sie durch herkömmliche Wellen-Kipphebel verbi ndungen auf den Ventilschaft ausgeübt
werden, verringert.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die Welle 16 eine
axiale Kerbverzahnung 46 auf, die zwischen sich axiale Nuten 44 bildet. Wie dargestellt, sind diese Nuten und
Kerbverzahnungen 44, 46 im wesentlichen nur auf der unteren Hälfte der Welle 16 ausgebildet, während deren
obere Hälfte die zylindrische Form behält. Diese axialen Nuten und Kerbverzahnungen 44, 46 der Welle 16
sind derart ausgestaltet, um kämmend in eine .Kerbverzahnung
und in die Nuten 48, 50 einzugreifen, die im
Unterteil der im Führungskörper 28 des Kipphebels ausgebildeten Öffnung 29 geformt sind. Der Fachmann
wird sofort erkennen, daß eine Kipphebel-Wellenbaugruppe, gemäß obiger Beschreibung, sich in anderer
Weise verschwenkt als die herkömmlichen Kipphebel- und
Wellenverbindungen. Während herkömmliche Kipphebel sich aufgrund ihrer konzentrischen zylindrischen Anordnung
um die geometrische Mittelachse der Welle verschwenken, verschwenkt sich der Kipphebel 14 gemäß Fig. 2, der um
die Welle 16 angeordnet ist, um einen Drehpunkt, der im wesentlichen auf dem Eingriffsmittelpunkt zwischen den
kämmenden Kerbverzahnungen liegt, wie bei anderen Zahn-
radmechanismen, wobei dieser Drehpunkt sich in der Tat
bewegt, wenn der Kipphebel sich bezüglich der Welle verschwenkt. In dieser Hinsicht ist es offensichtlich,
daß jegliche Berührung zwischen der oberen inneren Fläche 52 der Öffnung der Kipphebelhülse und der oberen
Fläche 54 der Welle 16 ein Gleitkontakt sein wird, und daß, wenn die Welle entlang der kerverzahnten Fläche
"wandert", die Berührung zwischen dem unteren Bereich der Welle und der mit diesem in Eingriff stehenden
inneren Fläche des Kipphebelführungskörpers ein reiner
Zahneingriffskontakt zwischen Kerbverzahnungen und Nuten
der Welle und des Kipphebelführungskörpers ist. In der Praxis ist die Breite (Höhe) der Kipphebel öffnung
etwas größer als die Welle, um eine thermische Ausdehnung dieser störungsfrei zu ermöglichen. Aus
diesem Grund wird gewöhnlich keine wirkliche Berührung zwischen diesen Flächen stattfinden.
Der in Fig. 2 dargestellte Kipphebel 14 wirkt mit den
in Fig. 3 dargestellten feststehenden Wellenhalterungen
18 derart zusammen, Daß die Welle 16 und der Kipphebel in funktioneller Stellung bezüglich des Ventilkopfs,
des Stößels und des Venti1 Schafts gehalten wird. Die
feststehende WeI1enhalterung weist eine durchgehende
Öffnung 56 auf, die eine obere innere Fläche 58 und eine untere innere Fläche besitzt,die aus einer Reihe
abwechselnder Kerbzähne 60 und Nuten 62 besteht, die
mit den darin kämmenden Nuten 44 und Kerbzähnen 46 der Welle 16 zusammenwirken, um die Welle in ihrer
funktionel1 en Stellung zu halten, wie dargestellt. Der
Fachmann wird leicht erkennen, daß die obere innere Fläche 58 der WeI1enhalterungsöffnung und die obere
Fläche 54 der Welle zwei der ineinander eingreifenden,
lasttragenden Flächen der Kipphebelverbindung mit
variablen Hebelverhältnis gemäß der vorliegenden Erfindung
sind. Aus diesem Grund sind diese Eingriffsflächen
vorzugsweise oberflächengehärtet, feinstgeschliffen und
poliert, um ihre Abriebseigenschaften zu verbessern und jegliche Reibung zwischen den zwei Flächen im Betrieb
herabzusetzen, wie nachfolgend im einzelnen naher beschrieben wird. Hinsichtlich der in Eingriff stehenden,
belastungstragenden Flächen der Welle und des Kipphebels
wird wiederum Bezug genommen auf Fig. 2, wobei diese lasttragenden Flächen durch die abwechselnden
Kerbzähne und Nuten auf dem unteren Bereich der Welle und der unteren Innenfläche der Öffnung des Kipphebel
f Uhrungskörpers gebildet werden. Somit werden diese Eingriffsflächen aus den gleichen Gründen ebenfalls
oberflächengehärtet, feinstgeschliffen und poliert,
obwohl selbstverständlich der Eingriff zwischen den beiden letztgenannten Eingriffsflächen sich von dem der
vorher genannten zwei Eingriffsflächen unterscheidet.
Die Kipphebelbaugruppe mit veränderlichem Hebelarm
gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet ebenso wie herkömmliche Kipphebelbauarten, indem der Kipphebel
drehbar auf der Welle angebracht ist, damit um diese, abhängig von der linearen Hin- und Herbewegung des
Stößels, eine oszilierende Drehbewegung ausgeführt, diese lineare Hin- und Herbewegung und die daraus
resultierende Kraft auf den Ventilschaft 40 übertragen
und das Ventil 24 geöffnet werden kann. Die Welle 16 wird durch die Wirkungsweise der auf ihr ausgebildeten
axialen Nuten 44und Kerbzähnen 46 in funktioneller
Stellung bezüglich des Kipphebels gehalten, die mit den
Eingriffsnuten 60 und Kerbzähnen 62 der unteren Innenfläche
der WeI1enhalterungsöffnung kämmen. Der Kipphebel
verschwenkt um die Welle derart, daß das Verhältnis
- 21 - 3443155
der linearen Hin- und Herbewegung des Stößels zu der linearen Hin- und Herbewegung des Venti1 schaftes in
etwa konstant gehalten wird, wie bei herkömmlichen Kipphebelbauarten, wobei die Welle in feststehender
Stellung bezüglich der feststehenden Wellenhalterung
gehalten wird. Da der Weg der linearen Hin- und Herbewegung, den der Stößel durchläuft, immer konstant
ist, wenn die Welle sich in feststehender funktionel1 er
Stellung befindet, bleibt der entsprechende lineare Weg, den der Ventilschaft zurücklegt (z.B. der entsprechende
Betrag des Venti1hubes ), ebenfalls konstant.
Wenn es wünschenswert ist, den Betrag des Ventilhubes zu erhöhen (z.B. den Weg der linearen Hin- und Herbewegung,
die der Ventilschaft 40 in Abhängigkeit der durch den Kipphebel übertragenen Kraft ausführt, zu erhöhen),
wird der Fachmann leicht erkennen, daß dies leicht erreicht wird, indem die Welle im Gegenuhrzeigersinn
gedreht wird, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt. Diese Drehung der Welle im Gegenuhrzeigersinn wird kennzeichnenderweise
durch den Wellenbetätigungshebel 22 erreicht,
der an eine durch Elektronik, Vakuum, mechanischen oder hydraulischen Druck oder ähnliches gesteuerte
Betätigungseinrichtung angeschlossen ist, um
die Welle in Abhängigkeit einiger Motorkenngrößen zu
verdrehen. Ein solcher Mechanismus zum Steuern des Wellenbetätigungshebels ist nicht Bestandteil der vorliegenden
Erfindung und wird deshalb nicht näher beschrieben.
Der Fachmann wird leicht erkennen, daß dadurch, daß die feststehende Wellenhalterung bezüglich des Ventilkopfs,
des Stößels und des Venti1schafts ortsfest ist, eine
Drehung der Welle im Gegenuhrzeigersinn eine Verschie-
bung der geometrischen Mittelachse der Welle nach links
bewirkt, wenn die Welle im Gegenuhrzeigersinn verdreht
wird, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt. In gleicher Weise
bewirkt eine Drehung der Welle im Uhrzeigersinn eine
Verschiebung der geometischen Mittelachse der Welle nach rechts. Es ist somit leicht ersichtlich, daß durch
eine Drehung der Welle in Gegenuhrzeigersinn, die eine
lineare Verschiebung der Mittelachse der Welle nach links bewirkt, der Abstand zwischen der Linie der
Bewegung des Stößels und der Welle 16 abnimmt, und daß der Abstand zwischen der Linie der Bewegung des
Ventilschafts 40 und der Welle entsprechend steigt. Die
kombinierte Wirkung dieser beiden Abstandsänderungen erhöht das Verhältnis von dem Hebelarm des Ventilschafts
bezüglich des Drehpunkts der Welle zu dem des Stößels bezüglich des Drehpunkts der Welle. Daraus
ergibt sich demzufolge eine Erhöhung des linearen
Bewegungsweges des Venti1 schaftes bei einem vorgegebenen
konstanten linearen Bewegungsweg des Stößels. In dieser Weise ist es einfach, während des Betriebs des
Motors, den Betrag der Venti1 öffnung in Abhängigkeit
von einer erhöhten Motorgeschwindigkeit oder anderen
Motoreigenschaften zu erhöhen, um dadurch nach Wunsch
eine sofortige Erhöhung der Trei bstoff -/Luftei.nl aßmenge
zu ermöglichen.
In gleicher Weise bewirkt der angesprochene aber nicht im einzelnen beschriebene Fühlermechanismus eine
Drehung der Welle im Uhrzeigersinn, wenn die Motorgeschwindigkeit
oder andere Kriterien sich umkehren oder abnehmen, wodurch eine lineare Verschiebung der
Welle nach rechts bewirkt wird, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Diese lineare Verschiebung bezüglich
des Kipphebels nach rechts verringert den Abstand
zwischen der Bewegungslinie des Venti1 schaftes und der
Welle und erhöht dementsprechend den Abstand zwischen der Bewegungslinie des Stößels und der Welle, wodurch
das Verhältnis zwischen diesen Hebelarmen um den Drehpunkt der Welle verringert wird. Dies wirkt somit
dahingehend, daß der Betrag der Venti1 öffnung bei einem
gegebenen konstanten Weg der linearen Bewegung des Stößels abnimmt. Die geringere Öffnung des Ventils 24
setzt selbstverständlich die Einfüllmenge des
Treibstoff-/Luftgemisches herab, wenn ein hohes
Motordrehmoment und eine hohe Leistung nicht notwendig sind, wodurch der letztlich gewünschte Effekt des
Reduzierens des Kraftstoffverbrauchs unter geringeren
Lastbedingungen des Motors erreicht wird.
Der Fachmann erkennt sofort, daß aufgrund der Vergrößerung eines der Hebelarme um die Welle bei gleichzeitiger
Abnahme des anderen Hebelarmes durch Drehung der Welle die dadurch bewirkte Änderung des Verhältnisses
der beiden Hebelarme zueinander auch schon bei einem nur kleinen oder geringen Grad der Verdrehung
der Welle beträchtlich sein kann. Daraus ist es ersichtlich, daß nur eine sehr geringe Verdrehung der
verschiebbaren Welle benötigt wird, um eine beträchliche Änderung des Betrags der Venti1 öffnung zu
erreichen.
Die Nuten und Kerbzähne auf der Welle, die mit den Eingriff skerbzähnen und Nuten der feststehenden Wellenhalterung
zusammenwirken, und der Kipphebel dienen zwei primären Wirkungsweisen.
1. Da die Kerbzähne und Nuten der Welle, die mit zusammenwirkenden
Nuten und Kerbzähnen der feststehenden
WeI1enhalterung kämmen, eine ausschließliche Drehung
der Welle bezüglich der unteren Innenfläche der WeI 1 enhal terungsöffnung verhindern, bewirkt jegliche
Drehung der Welle eine lineare Verschiebung der geometischen Mittelachse der Welle in einer Ebene parallel
zur Fläche der abwechselnden Kerbzähne und Nuten der
WeI1enhalterung, und
2. da die Kerbzähne und Nuten der Wellenhalterungsöffnung
bezüglich des Ventilkopfs ortsfest sind und somit
auch bezüglich des Stößels und des Venti1 schaftes, wird
ein "Wandern" der Welle bezüglich der Wellenhalterung bewirkt, wenn die Welle während ihrer Bewegung mit
diesen Kerbzä'hnen und Nuten kämmt. Da die Kerbzähne und Nuten des Kipphebels mit den identischen Nuten und
Kerbzähen der Welle kämmen, die wiederum mit den
Kerbzähnen und Nuten der Wellenhalterung kämmen,
bewirkt dieses "Wandern" der Welle bezüglich der Wellenhalterung ein identisches "Wandern" der Welle
bezüglich des Kipphebels. Dieses "Wandern" der Welle
bezüglich des Kipphebels dient dazu, den Kipphebel funktionell bezüglich des Stößels und des Ventilschafts
ausgerichtet zu halten, während gleichzeitig der
momentane Drehpunkt des Kipphebels um die Welle auf den Stößel oder den Ventilschaft zu verschoben wird. Mit
anderen Worten bestimmt diese Dreh- und Linearbewegung der Welle innerhalb des Kipphebels, die durch die Dreh-
und Linearbewegung der Welle innerhalb der feststehenden
Wellenhalterung festgelegt wird, daß der
Kipphebel seine Stellung bezüglich der Bewegungslinien
der Hin- und Herbewegung des Stößels und des Ventil
schaftes beibehält, und sie hindert den Kipphebel
daran, sich bezüglich dieser zu verschieben (sowohl nach rechts als auch nach links, wie in den Zeichnungen
dargestelIt).
Es ist anzumerken, daß die Endwände 57 der Öffnung 56 der WeI1enhalterung einen viel kleineren Abstand
voneinander aufweisen als die entsprechenden Endwände 31 der Öffnung 29 des Kipphebels. In dieser Weise kann
der Betrag der seitlichen Verschiebung der Welle innerhalb der WeI1enhalterung und somit innerhalb des
Kipphebels Ie i eh. gesteuert werden, um eine überhöhte
Öffnung des Ventils zu verhindern, die das Ventil und die Kolbenoberfläche beschädigen würde. Dieser zusätzliche
Schutz gegen überhöhte Venti1 öffnung wird beispielsweise
für den Fall vorgesehen, daß der Mechanismus zum Steuern der Wellenverdrehung einer Störung
unterliegt und die Welle zu weit nach links verdrehen und verschieben Würde, wobei dann durch die linke Endwand
57 der WeI1enhalterungsöffnung ein mechanischer
Anschlag gebildet wird.
Zusätzlich ist zu bemerken, daß, wenn der Kipphebel zum Öffnen des Ventils sich im Uhrzeigersinn verdreht, in
jeder vorgegebenen Stellung der Welle bezüglich des
Kipphebels, der momentane Drehpunkt des Kipphebels um die Welle sich entlang des Umfangs der Welle im
Uhrzeigersinn bewegt, da die in Eingriff stehenden Kerbzähne und Nuten ineinander kämmen. Dies bewirkt,
daß der tatsächliche Wert der Venti 1 öffnung mit steigender Venti1 öffnung leicht ansteigt, da der Hebeldrehpunkt
im Uhrzeigersinn um die untere kerbverzahnte Fläche der Welle "kriecht" oder "wandert". Es wurde
festgestellt, daß dieser Anteil an der Erhöhung der Venti1 öffnung vernachlässigbar ist und, falls erwünscht,
durch die spezielle Bauart des Motors kompensiert werden kann. Die nachfolgend beschriebene erste
alternative Ausführungsform weist den umgekehrten
Effekt auf, da die Kerbverzahnung an der jeweils gegen-
überliegenden Seite der Welle, des Kipphebels und der
Wellenhalterung angeordnet ist. In einigen Fällen kann
es vorteilhaft sein, diese leichte Änderung der Ventilöffnung
zum Erreichen des vollen Nutzens zu verwenden.
In Fig. 4 und 5 ist eine erste alternative Ausführungsform des Kipphebelmechanismusses mit variablem Hebelverhältnis
gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Selbstverständlich kann diese erste alternative
Ausführungsform der Kipphebelbaugruppe (Wellenhalterung,
Welle und Kipphebel) als Einheit mit der vorgehend
beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform vertauscht
werden. Diese alternative Ausführungsform weist
einen Kipphebel 70 auf, der im wesentlichen gleich dem Kipphebel 14 der bevorzugten Auführungsform ist. Dieser
Kipphebel 70 weist einen im wesentlichen rechteckigen Führungskörper 72 auf, der, gleich wie in der bevorzugten
Ausführungsform, innerhalb eines Bereiches 30 des
Körpers dauerhaft befestigt ist und veine Öffnung 73 bildet, durch die sich die Welle funktionell für eine
oszilierende Drehbewegung erstreckt. Gleich wie der Kipphebel der bevorzugten Ausführungsform weist dieser
Körperbereich des Kipphebels jeweils ein erstes und ein zweites Ende 32, 38 auf. Diese Ausführungsform weist
eine Welle 74 auf, die, wie dargestellt, identisch mit
der Welle 16 der bevorzugten Ausführungsform sein kann,
wobei sie gegenüber der Welle der bevorzugten Ausführungsform um 180° um ihre Mittelachse verdreht,
funktionell angeordnet ist. Wie dargestellt, weist die Welle 74 eine axiale Kerbverzahnung 76 auf die axiale
Kerbnuten 78 der Welle bildet. Diese Kerbzähne und
Nuten 76, 78 kämmen funktionell mit Eingriffsnuten und
Kerbzähnen 80, 82 der oberen Innenfläche der Öffnung 73 des Kipphebels. Es ist für den Fachmann leicht verständlich,
daß, ebenso wie beim Kipphebel der bevorzugten
Ausführungsform, diese erste alternative Ausführungsform
des Kipphebels 70 sich um die Welle 74 um einen Drehpunkt verschwenkt, der im wesentlichen mit
dem Eingriffspunkt der Kerbzähne 76 und Nuten 78 der
Welle in die kämmenden Kerbzähne 82 und Nuten 80 des Kipphebels um den Umfang der Welle wandert, im Gegensatz
zu einer Drehung um den geometrischen Mittelpunkt des Kipphebels 70, wie bei herkömmlichen Kipphebel- und
Wellen-Baugruppe. Wenn der Kipphebel im wesentlichen
auf der der Welle gegenüberliegenden Fläche (z.B. den
ineinandergreifenden Kerbzähnen und Nuten) um die Welle
verschwenkt, ist die Berührungsfläche zwischen dem unteren Bereich der Welle 74 und dem nach oben gerichteten
Eingriffsbereich der Öffnung 73 des Kipphebelführungskörpers
eine Gleitfläche. Es ist ebenso leicht zu erkennen, daß bei der Kipphebel- und Wellenbaugruppe
gemäß Fig. 4 die eben beschriebenen glatten Flächen, die gegenüber der Nuten und Kerbzähne liegen, (z.B. die
untere runde Fläche der Welle und die im wesentlichen
ebene Fläche de's Kipphebelführungskörpers 72, der in
sich die Öffnung 73 bildet,) die lasttragenden Flächen
sind, die.die Reibungskraft zwischen dem Kipphebel und
der Welle aufnehmen. Deshalb sollten diese eingreifenden Flächen oberflächengehärtet, feinstgeschliffen und
poliert sein, um zwischen ihnen jegliche Reibung aufgrund der Gleitbewegung des Kipphebels bezüglich der
Welle auf ein Minimum herabzusetzen.
Fig. 5 zeigt eine feststehende WeI1enhalterung 84 zum
Einsatz mit einem Kipphebel 70 und einer Welle 74, wie
in Fig. 4 dargestellt. Die Welle 74 ist funktionell innerhalb einer Öffnung 86, die im feststehenden Block
84 vorgesehen ist, angeordnet. Die axialen Kerbzähne und Kerbnuten 76, 78 auf der oberen Fläche der Welle
kämmen mit Eingriffsnuten und Kerbzähnen 88, 90, die in
der oberen Fläche der Wellenhalterungsoffnung 86 ausgebildet
sind, um die Welle in funktionel1 er Stellung
bezüglich des Ventilkopfs 10 in einer Weise zu halten,
die identisch ist mit der der Kerbzähne und Nuten 60, 62 der WeI1enhalterung 18 aus Fig. 3.
Die erste alternative Ausführungsform des Kipphebelmechanismusses
mit variablem Hebelverhältnis, wie in Fig.
4 und 5 dargestellt, arbeitet in fast identischer Weise
wie der der in Fig. 2 und 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Jedoch bewirkt eine Drehung der Welle
74 in gleicher Richtung wie die Welle 16 den umgekehrten Effekt wie bei der Vorrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform, wie dem Fachmann aus der Beschreibung
der Wirkungsweise der bevorzugten Ausführungsform
verständlich ist. Insbesondere bewirkt eine Welle 74 im Uhrzeigersinn eine lineare Verschiebung der
geometrischen Achse der Welle nach links, da die Welle in den Nuten und Kerbzähnen der Wellenhalterungsoffnung
"wandert". Dies veranlaßt selbstverständlich die Welle
74, entlang den Eingriffskerbzähnen und Nuten 82, 80 des rechteckigen Kipphebelführungskörpers zu "wandern",
was eine lineare Verschiebung der Achse der Welle nach links bewirkt, wie in Fig. 4 dargestellt. Dies bewirkt,
daß der Abstand zwischen dem Drehpunkt des Kipphebels um die Welle und der linearen Bewegungslinie des
Venti 1 schafts sich vergrößert, und verringert gleichzeitig
den Abstand zwischen dem Drehpunkt des Kipphebels um die Welle und der Bewegungslinie des Stößels,
wodurch das Verhältnis zwischen den Hebelarmen des Venti 1 Schafts bezüglich des Wellendrehpunktes und des
Stößels bezüglich des Wellendrehpunktes verringert
wird. Dies bewirkt somit eine Erhöhung des Arbeitshubes oder des Betrages der Venti1 öffnung des Ventils 24 für
einen gegebenen, konstanten, linearen Versetzungsweg des Stößels. Gleichzeitig bewirkt eine Drehung des
Welle im Gegenuhrzeigersinn eine Verschiebung ihrer
geometrischen Achse nach rechts, sowohl in der Wellenhalterung 84 als auch im Kipphebel 70. Diese
Drehung der Welle im Gegenuhrzeigersinn bewirkt deshalb ein Abnehmen des Verhältnisses der Hebelarme des
Venti1schafts und des Stößels, jeweils bezüglich des
Drehpunkts der Welle. Es ist somit ersichtlich, daß die Wirkungsweise bei jeder dieser Ausführungsform des
Kipphebelmechanismusses mit variablem Hebelverhältnis
die gleiche ist, wobei der Unterschied in der Drehrichtung der Welle liegt, die die gewünschte Zu-
oder Abnahme des Verhältnisses der Hebelarme bezüglich
der Welle bewirkt.
Der Fachmann wird ebenso leicht feststellen, daß bei
der in Fig. 5 dargestellten Wellenhalterung 84 die Reibungskraft
zwischen der Welle und der Wellenhalterung
von den in .Eingriff stehenden, lasttragenden Flächen
aufgenommen wird, die ineinandergreifenden Nuten und
Kerbzähne aufweisen. Aus diesem Grund sollten bei dieser Ausführungsform diese speziellen lasttragenden
Flächen des oberen Bereichs der Welle und des oberen Bereichs der Wellenhalterungsoffnung, die jeweils die
ineinander kämmenden Nuten und Kerbzähne aufweisen, oberflächengehärtet, feinstgeschliffen und poliert
sein, um zwischen diesen die Wirkung jeglicher Reibkräfte zu verringern.
Eine zweite alternative Ausführungsform der Kipphebelbaugruppe
mit variablem Hebelverhältnis gemäß dem Gedanken
der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 6, 7, 8a und 8b dargestellt. Dieser in Fig. 6 dargestellte Kipphebel
100 ist in seiner Wirkungsweise identisch mit dem
Kipphebel 14 aus Fig. 2. Der Kipphebel 100 weist einen
Körperbereich 104 auf, der ein erstes Ende 106 und ein zweites Ende 108 besitzt. In dieser Hinsicht ist die
zweite alternative Ausführungsform des Kipphebels 100
im wesentlichen identisch mit dem Kipphebel 14 aus Fig. 2 bevor die Nuten eingefräst werden, um die Kerbzähne
entlang der Bodenfläche der Öffnung zu bilden. Die zweite Ausführungsform des Kipphebels 100 weist desweiteren
eine Befestigungshülse 110 auf, die im wesentlichen,
wie in den vorangehenden Ausführungsformen,
einen rechteckigen Querschnitt besitzt. Zusätzlich ist diese alternative Kipphebelhülse 110 jedoch derart
ausgestaltet, um innerhalb einer durchgehenden Öffnung
112 an jedem der Enden (z.B. an jedem offenen Rand der durchgehenden Öffnung) einen Kerbzahneinsatz 114
aufzunehmen. VJ i e am besten aus Fig. 6 ersichtlich, sind in diesen Einsätzen 114 alternierende Kerbzähne und
Nuten 116, 118 ausgebildet. Diese Einsätze 114 sind in
Aufnahmen 120, die innerhalb des Körpers der Kipphebelhülse 110 derart ausgebildet sind, daß die innere
Fläche 122 der Hülsenöffnung etwas höher ist als die
oberen Flächen der eingesetzten Kerbzähne 116, eingepreßt
oder auf andere Art dauerhaft befestigt. Auf diese Weise kann sich eine nicht dargestellte Welle
frei innerhalb der durchgehenden Öffnung 112, entlang
deren inneren Flächen 122, verschieben und verdrehen.
Diese zweite alternative Ausführungsform verwendet eine
zylindrische Welle ohne Kerbzähne darauf. Auf diese Weise sind die lasttragenden Flächen der Welle des
Kipphebels und der WeI1enhalterung glatt.und im wesentlichen
frei von Reibungskräften. Um die gewählte Verschiebung
der Welle bezüglich des Kipphebels zu bewirken,
verwendet die zylindrischen Welle kerbverzahnte
Ringe 126, die in den Fig. 8a und 8b dargestellt sind und die zu jeder Seite des Kipphebels 100 an ihr befestigt
sind. Die Ringe 126 weisen Kerbzähne 128 auf, die aus.diesen ausgebildet sind, und die mit Eingriffsnuten und Kerbzähnen 118, 116 kämmen, die in den Einsätzen
114 ausgebildet sind, um das Ausrichten der Welle zu bewirken. Diese Ringe 126 werden während des
Zusammenbaus der Kipphebel auf der Welle an dieser befestigt. Zu diesem Zweck könnenn die Ringe 126 Keilnasen
130 aufweisen, die in nicht dargestellte axiale Schlitze eingreifen, die in herkömmlicher Weise in der
Welle ausgebildet sind. Um zu verhindern, daß die durch die Welle übertragene Kraft über diese Schlitze verläuft, sollten diese zwischen den lasttragenden Flächen
ausgebildet sein, wie es durch die in den kerbverzahnten Ringen 126 ausgebildeten Keilnasen 130 dargestellt
wird.
Fig. 8b zeigt die jeweilige Größe und Dicke des kerbverzahnten Einsatzes 114 und des kerbverzahnten Ringes
126. Der kerbverzahnte Ring ist dicker als der Kipphebeleinsatz,
um Platz zu schaffen für eine Einrichtung zum Befestigen des Rings an der Welle, wie beispielsweise
eine Klemmschraube 132.
Es ist für den Fachmann leicht ersichtlich, daß diese
Einsätze 114 der Kipphebelhülse eine bauliche Geschlos-
senheit verleihen, und, was noch wichtiger ist, sie schaffen eine außergewöhnlich verschleißfeste Fläche
für die Kerbzähne und Nuten 115, 118, die mit den Eingriff
skerbzähnen 128 der Kerbzahnringe der Welle zusammenwirken,
um den Reibungsabrieb dazwischen auf ein
Minimum abzusenken, die Lebensdauer des Kipphebels 100 auf ein Maximum zu verlängern und die Abmessungstoleranzen der kämmenden Kerbzähne und Nuten zum Zwecke
einer verbesserten Genauigkeit und einer verlängerten Lebensdauer zu optimieren.
Der Fachmann kann leicht erkennen, daß die lasttragenden
Gleitflächen so frei wie möglich von Reibkräften sein sollten. Bei herkömmlichen Kipphebelbaugruppen
(und bei der vorliegenden Kipphebelbaugruppe) sind diese
lasttragenden Eingriffsflächen die obere Innenfläche der Achsenhalterungsoffnung, da sie in Eingriff mit der
oberen Zylinderfläche der Drehachse steht, sowei die
untere Innenfläche der KipphebelÖffnung, da sie in Eingriff
mit der unteren Fläche der Welle steht. Um die Reibungskräfte auszuschließen, die durch das gleitende
Zusammenwirken der Kipphebelhülse und der Welle
zwischen diesen entsteht, wenn der Kipphebel sich um die Welle dreht oder oszilliert und wenn die Welle
verdreht wird, um die gewünschte Änderung des Hebelarmverhältnisses zum Erhöhen oder Herabsetzen des Betrags
der Venti1 Öffnung zu bewirken, sollten diese in Eingriff
stehenden, lasttragenden Flächen oberflächengehärtet
sowie angemessen geschliffen und poliert sein. Zusätzlich ist zu berücksichtigen, daß es allgemein
üblich ist, eine feststehende WeI1enhalterung für je-
weils zwei bis vier auf der Welle befestigten
Kipphebeln vorzusehen. Die obere Innenfläche der WeIlenhalterungsöffnung muß die Belastung jedes dieser
zwei bis vier Kipphebel tragen. Wie aus den vorgenannten Ausführungsformen ersichtlich ist, muß diese Last
gemäß Definition von den die Nuten und Kerbzähne bildenden Flächen entweder der Kipphebel oder der
WeI1enhalterungen getagen werden. Im Falle, daß die
lasttragenden Flächen, die auf der oberen Fläche der WeI 1 enhal terungsöffnung aufliegt, eine glatte Fläche
ist (siehe' Fig. 3), kann es vorteilhaft sein, ein Rollenlager oder einen Walzenkranz zu verwenden, der
funktionell zwischen der Welle und der oberen Innenfläche der WeI1enhalterungsöffnung angeordnet ist, wie
in Fig. 9 dargestellt. Ein Rollenlager 134 der dargestellten Art räumt jegliche Gleitreibungskräfte zwischen
der oberen Fläche der Welle und der Innenfläche der WeI1enhalterungsöffnung mittels des einseitig angeordneten
Rollenlagers aus. In dieser Ausführungsform besteht die Rollenlageranordnung 134 aus einem Gehäuse
136, das zwei Lagerrollen 138 trägt. Offensichtlich
kann eine Rollenlagerbaugruppe dieser Art, wenn sie
zwischen den lasttragenden Flächen der Wellenhalterung
und der Welle eingesetzt wird, nicht ebenfalls zwischen den ineinander eingreifenden lasttragenden Flächen der
Welle und des Kipphebels verwendet werden, da diese auf der unteren Seite der Welle liegen und die Nut- und
Kippzahnanordnung aufweisen. Ebenso ist es selbstverständlich nicht notwendig, ein Rollenlager auf der oberen
Fläche der Welle in jeden der Kipphebel einzubauen, da zwischen diesen beiden in Eingriff stehenden Flächen
keine nenneswerte Reibkraft auftritt.
Wenn jedoch die erste alternative Ausführungsform der
Kipphebelbauart verwendet wird, die hier in Verbindung
mit den Fig. 4 und 5 beschrieben wurde, könnte es vorteilhaft sein, zwischen den lasttragenden Flächen des
Kipphebels und der Welle eine Rollenlagerbaugruppe 134
einzusetzen, wie in Fig. 10 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß, wenn die Ausführungsform des Kipphebels
gemäß Fig, 10 verwendet wird, ein Rollenlager nicht zwischen den lasttragenden Flächen der VJ eile und der
WeI1enhalterung verwendet werden kann, da diese in Eingriff
stehenden lasttragenden Flächen die Flächen sind, die die Kerbzähne und die Nuten aufweisen. Zusätzlich
wäre es bei dieser speziellen Ausführungsform unzweckmäßig,
ein Rollenlager zwischen der unteren Fläche der
Welle und der gegenüberliegenden Fläche der Wellenhalterung
zu verwenden, da zwischen diesen Flächen keine nennenswerte Reibkraft auftritt.
Fig. 11 zeigt eine vierte alternative Ausführungsform,
die derart ausgestaltet ist, um den Kipphebel mit veränderlichem
Hebelarm gemäß der vorliegenden Erfindung in funktione! 1 er Beziehung zum Stößel und zum Ventilschaft
zu halten. Bei dieser Ausführungsform weist ein Kipphebel 140 einen Hauptkörperbereich 142 auf, mit
einem ersten Ende 144 und einem zweiten Ende 146. In
dem Körperbereich ist ein Führungskörper 148 von im wesentlichen
rechteckigem Querschnitt eingepreßt oder auf andere Weise dauerhaft befestigt. In dieser Ausführungsform
wird eine Welle 150 verwendet, wobei die Welle gleich den Wellen ist, die mit herkömmlichen
Kipphebelbaugruppen eingesetzt werden, d.h. eine hohle,
runde Stange, auf der keine axialen Kerbzähne ausgebil-
det sind.
Bei dieser Ausführungsform wird der Kipphebel 140 in
funktionel 1 er Beziehung zum Stößel 26 und dem Ventilschaft
40 mittels eines Satzes zusammenwirkender Rippen gehalten, die auf dem Kipphebel und der oberen Fläche
des Ventilkopfes 10 ausgebildet sind. Wie dargestellt,
steht eine erste Rippe 152 nach oben von der oberen Fläche des Ventilkopfes 10 hervor, derart, daß sie mit
einer zweiten und dritten Rippe 154, 156, die auf dem Kipphebelkörperbereich 142 ausgebildet sind, zusammenwirkt.
Diese zusammenwirkenden Rippen 152, 145, 156
müssen nicht von bestimmter Breite sein, sondern müssen lediglich in der Lage sein, zu verhindern, daß der
Kipphebel 40:
1. sich nicht von vorne nach hinten verschiebt (von
Seite zu Seite, wie in Fig. 11 dargestellt); und
2. sich nicht verdreht oder in anderer Weise schief zu
einer Achse steht, die parallel zur Bewegungsrichtung des Stößels 26 und/oder des Venti1 Schafts 40
liegt.
Bei dieser Ausführungsform, ebenso wie bei den vorangegangenen
Ausführungsformen, wird das Verhältnis der
Hebelarme des Stößels und des Venti1schafts um die
Welle durch Verschieben des Drehpunkts des Kipphebels um die Welle entlang eines im wesentlichen linearen
Weges zwischen dem Stößel und dem Ventilschaft gesteuert. In vorausgegangenen Ausführungsformen wurden
die Kipphebel in funktione!1 er Beziehung zum Stößel und
zum Ventilschaft durch die Wirkungsweise der zusammenwirkenden Kerbzähne und Nuten auf dem Kipphebel und auf
der Welle gehalten. In dieser Ausführungsform sind die
erste, zweite und dritte Rippe 152, 154 und 156 zum
Halten des Kipphebels in seiner jeweiligen funktionellen
Stellung derart ausgebildet, um es dem Kipphebel 140 zu ermöglichen, sich bezüglich der Mittelachse der
Welle 150 innerhalb des Bereichs der linearen Querbewegung der Welle zu verschwenken, der von Eigenschaften
der Motorform bestimmt wird. Der Fachmann wird leicht erkennen, daß die relative Bewegung zwischen der
ersten, der zweiten und der dritten Rippe 152, 154, 156
im wesentlichen eine Bewegung um einen Bogen ist, der als Mittelpunkt die Achse der Welle 150 aufweist. Um
dieses zu vervollständigen, werden die oberen Flächen
der ersten Rippe 152 und der mit diesen in Eingriff stehenden Innenflächen zwischen der zweiten und der
dritten Rippe 154, 156 angemessen ausgestaltet, um eine
freie Bewegung des Kipphebels innerhalb der durch spezielle Formgestaltungskriterien des Venti1 kopfstößels,
des Venti1 Schafts, der Welle und der Kipphebelgrenzf1äche
vorgeschriebenen Toleranzgrenzen zu erlauben. Dies
können jegliche angemessenen Formeigenschaften sein,
deren Auswahl der.i Fachmann freigestellt bleibt. Selbstverständlich
kann die Stellung der drei Rippen 152, 154, 156 umgekehrt werden, (d.h. eine einzelne Rippe
erstreckt sich vom Kipphebel 140 nach unten, um andererseits
in zwei Rippen einzugreifen, die sich nach oben zu jeder ihrer Seiten vom Körper des Ventilkopfs
10 erstrecken), um die Wirkung zu erreichen, den Kipphebel in funktionel1 er Stellung bezüglich des Stößels
und des Venti1schafts zu halten, während sie der Welle
erlaubt, verschoben zu werden, um die gewünschte Stellung des Hebelarmverhältnisses dazwischen zu erreichen.
Es ist jedoch anzumerken, daß in jedem Fall die mittlere, einzelne Rippe 152 im wesentlichen in gleicher
Richtung wie die Mittelachse der Welle ausgerichtet ist, wenn die Welle sich in ihrer Stellung für statio-
nären Motorbetrieb befindet, d.h. auf "Spazierfahrt"
(Cruise"), wobei der Betrag der Ventilöffnung minimal
ist. Auf diese Weise wird die Bewegung und die daraus resultierende Reibung zwischen den Rippen während des
am häufigsten vorkommenden stationären Betriebszustandes auf ein Minimum gehalten. Eine erhöhte Reibung
würde sich einstellen, wenn die Welle aus der stationären Zustandsstel1ung verschoben werden würde (im allgemeinen
nach links, gemäß Fig. 11); jedoch würde dies nur in kurzen Zwischenzeiten während der Beschleunigung
auftreten, nach denen die Welle wieder in die stationäre, Zustandsstel 1 ung der Gleitfahrt zurückkehrt, in der
die Reibung zwischen den Rippen minimal ist.
Der Fachmann wird leicht erkennen, daß die Welle 150
gemäß dieser Ausführungsform auch eine Einrichtung zum
Verschieben der Welle aufweist, wie in den vorangegangenen Ausführungsformen. Beispielsweise können kerbverzahnte
Ringe, gleich denen in Fig. 8a dargestellten, an der Welle befestigt und derart ausgestaltet sein, um in
darin kämmende Kerbzähne auf dem feststehenden Halterungsblock
einzugreifen, wie in Fig. 3, 5 oder 9 dargestellt.
Fig. 12 zeigt eine fünfte alternative Ausführungsform,
die eine unterschiedliche Bauweise verwendet, wobei sie
den Grundgedanken eines verschiebbaren Drehpunktes gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt. Ein abgeänderter
Kipphebel 160 ist drehbar auf einer Welle 162 befestigt, um eine oszillierende Drehbewegung um diese
auszuüben. Der Kipphebel 160 weist ein längliches ers-
tes Ende 164 auf, das eine glatte und polierte untere
Fläche 166 besitzt, die in Eingriff mit einer sich drehenden Nockenwelle 168 steht, auf der mehrere Nocken
170 angeordnet sind. Der Kipphebel weist außerdem ein im wesentlichen längliches zweites Ende 172 mit einer
geformten, oberflächengehärteten und polierten Ventilschaf
tei ngri ff sfl äche 174 auf, zum Niederdrücken des
Venti1 Schafts, um das Ventil zu öffnen. Wie in den
vorangehenden Ausführungsformen ist die Welle 162
dieser alternativen Ausführungsform derart ausgestaltet,
daß sie seitlich (d.h. von Seite zu Seite, wie in
Fig. 12 dargestellt) verschoben werden kann, um den momentanen Drehpunkt des Kipphebels bezüglich der linearen
Bewegungslinie des Venti1 Schafts 40 und den effektiven
Berührungspunkt der Nockenwelle 168 mit der unteren Fläche 166 des ersten Kipphebelendes, wenn sie
mit dieser in Eingriff steht, zu verschieben.
Wie in der zweiten, alternativen Ausführungsform kann
die Welle dieser Ausführungsform ebenso kerbverzahnte
Ringe (wie in Fig. 8a dargestellt) verwenden, die an ihr befestigt und derart ausgestaltet sind, daß sie mit
Kerbzähnen auf den feststehenden Halterungsblöcken kämmen,
wie in Fig. 3, 5 oder 9 dargestellt. Der Fachmann wird erkennen, daß diese fünfte alternative Ausführungsform
des Kipphebels, wie in Fig. 11 dargestellt,
derart wirkt, daß sie das Verhältnis der um die Welle
162 wirkenden Hebelarme des momentanen Berührungspunktes des Venti1 Schafts 40 mit dem zweiten
Kipphebelende 172 zu dem Berührungspunkt des ersten Venti1schaftendes 166 mit der Nockenwelle 168 verändert.
Es ist ersichtlich, daß ein seitliches Verschieben
der Welle 162 die gleiche gewünschte Wirkung erreicht. Es ist zu bemerken, daß die Leitfläche 174
des zweiten Kipphebelendes ausreichend lang ist, damit
der Kipphebel 160, wie in Fig. 12 dargestellt, innerhalb
des gesamten einstellbaren Bereichs der Ventilöffnung,
entsprechend den speziellen Motorausführungskriterien, von rechts nach links verschoben werden
kann. Wie bereits bemerkt, bleiben solche Motorausführungskriterien
dem Fachmann überlassen.
Sechste alternative Ausführungsform .
Fig. 13 stellt eine sechste alternative Ausführungsform
des Kipphebel- und WeI1enmechanismusses dar. Diese
Ausführungsform gleicht der in Fig. 6, 7, 8a und 8b gezeigten
darin, daß die lasttragende Fläche des Kipphebels 180 die untere zylindrische Fläche der VJe 1 Te 150
in Eingriff mit der nach oben weisenden Innenfläche 182 der im Kipphebel ausgebildeten Öffnung ist. Somit sind
die lasttragenden Flächen glatt und im wesentlichen reibungsfrei. In dieser Ausführungsform werden die in
der unteren Fläche des Kipphebels 180 ausgebildeten
Kerbzähne und Nuten durch eine Reihe gehärteter Zylinderzapfen 184 ersetzt, die durch den Kipphebel gepreßt
sind, um eine Reihe von parallelen, halbzylindrischen
Eingriffszähnen, an jedem offenen Rand der im Kipphebel
ausgebildeten Öffnung, zu bilden. Wie in Fig.14 dargestellt,
erstecken sich diese Zylinderzapfen 184 zu
jeder Seite der lasttragenden Fläche 182, gleich den
Kerbzähnen 116, die sich zu jeder Seite der lasttragenden Flächen 122 in der in Fig. 6 und 7 dargestellten
Ausführungsform erstrecken. Diese Zylinderzapfen
184 sind neben der unteren Fläche des Führungskörpers 186 angeordnet, der im Kipphebel ausgebildet
ist, um diesem bauliche Vollständigkeit zu verleihen.,
Der in Fig. 13 dargestellte Kipphebel arbeitet mit einer runden, nicht kerbverzahnten Welle 150. In dieser
Ausführungsform ist jedoch ein Ring 188, an dessen unterer
Fläche Kettenradzähne 190 ausgebildet sind, funktionell auf der Drehachse befestigt, in gleicher
Art wie der in Fig. 8a dargestellten Kerbzahnring. Wie
in der zweiten alternativen Ausführungsform ermöglicht
diese Zylinderzapfen- und Kettenradanordnung eine Rotation/Verschiebung
der Welle 150 in der im Kipphebel ausgebildeten Öffnung, um die erwünschte Verschiebung
des Verhältnisses der um die Drehachse wirkenden Hebelarme
zu bewirken. Der Fachmann wird anerkennen, daß es, wenn man den Kipphebel dieser sechsten alternativen
Ausführungsform benützt, vorteilhaft ist, einen gleichen
Kettenrad- und Zylinderzapfengetriebemechanismus
in den Achsenhaiterungen einzubauen, damit die inkrementellen
Drehungen der Welle bezüglich des Kipphebels identisch sind mit den inkrementel1 en Drehungen bezüglich
der Wellenhalterung, wodurch die Kipphebel
ordnungsgemäß bezüglich des Stößels und des Venti1 schaftes gehalten werden.
Der Fachmann wird anerkennen, daß das Gesamtkonzept des Hebelstangenmechanismusses mit variablem Hebelverhältnis,
wie es in Verbindung mit der Anwendung in einer Ki pphebelbaugruppe für einen Verbrennungsmotor beschrieben
wurde, insbesondere dafür vorteilhaft ist, um Änderungen der Venti1 öffnung während des Betriebs des
Verbrennungsmotors in Abhängigkeit der Änderungen der Motorbelastung und des benötigten Drehmoments zu
ermöglichen. Aus der obigen Beschreibung und Wirkungsweise, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen,
sollte klar hervorgehen, daß der Kipphebelmechanismus
mit variablem Verhältnis der Hebelarme in der Tat eine
Reihe von Kipphebeln aufweist, die funktionell auf einer einzelnen Welle angebracht sind. In dieser Weise
steuern die Kipphebel mit variablem Hebelverhältnis den
Betrag der Venti1 öffnung für jedes der Ventile gleichartig,
so daß gleiche Beträge des Treibstoff/Luftgemischs
in die Brennkammern eintreten und vergleichbare Beträge von Auspuffgasen aus der Brennkammer austreten,
um die Ausgangsleistung jedes einzelnen Verbrennungszylinders gleich der der anderen Zylinder des Motors zu
halten. Als Beispiel einer anderen Anwendung der vorliegenden Erfindung kann der Drehpunkt eines
anderen, eine Kraft oder eine Arbeit übertragenden Hebels leicht und schnell in einer Richtung verschoben
werden, um die Äusgangskraft der Hebelstange zu erhöhen. Bei einer solchen Anwendung könnte der Hebelarm
entlang der Seite, die der Seite des Hebelarms gegenüberliegt, die die Eingangskraft aufnimmt und übermittelt,
abwechselnde Kerbzähne und Nuten ausgebildet sein. Die Welle könnte mit diesen kämmende Nuten und
Kerbzähne um ihren gesamten Umfang aufweisen, um drastische Änderungen der Ausgangskraft sowie der wechselseitigen
Bewegungshübe für eine konstante Eingangskraft und einen konstanten Bewegungshub zu ermöglichen.
• Ua-
Claims (30)
1. Hebelstangenmechanismus mit veränderbarem Hebelverhältnis,
gekennzeichnet durch ein erstes Ende (32), ein zweites Ende (38) und einen Drehpunkt zwischen
dem ersten und dem zweiten Ende (32, 38), wobei die Enden (32, 38) jeweils einen ersten und einen zweiten
Hebel um den Drehpunkt bilden und wobei der Drehpunkt wahlweise in Richtung des ersten oder zweiten
Endes (32, 38) der Hebelstange bewegbar ist, um das Längenverhältnis des ersten und des zweiten Hebels um
den Drehpunkt zueinander zu ändern.
2. Hebelstangenmechanismus nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt aus einer Wolle (16) besteht, die mit der Hebelstange (14) in Eingriff steht.
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt aus einer Wolle (16) besteht, die mit der Hebelstange (14) in Eingriff steht.
3. Hebelstangenmechanismus nach einem der Ansprüche 1
oder 2,
gekennzeichnet durch mindestens zwei feststehende Halterungen (18), die zu jeder Seite der
Hebelstange (14) angeordnet sind, wobei die Welle (16) mit den Halterungen (18) und mit der Hebelstange (14)
in Eingriff steht.
4. Hebelstangenmechanismus nach einem der Ansprüche
1-3,
dadurch ge kennzeichnet, daß die
Welle (16) um einen Teil ihres Umfangs axiale Kerbzähne
(46) aufweist.
5. Hebelstangenmechanismus nach einem der Ansprüche
1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelstange
(14) eine längliche Durchgangsöffnung (29)
aufweist, durch die die Welle (16) sich hindurch erstreckt, und daß weiterhin in der Durchgangsöffnung
(29) Kerbzähne (48) ausgebildet sind zum kämmenden Eingriff mit den axialen Kerbzähnen (46) der Welle.
6. Hebelstangenmechanismus nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden feststehenden Halterungen (18) eine Durchgangsöffnung (56) aufweist, durch die sich die Welle (16) hindurch erstreckt, und daß in der Durchgangsöffnung (56) jeder Halterung (18) desweiteren Kerbzähne (60) ausgebildet sind zum kämmenden Eingriff mit den axialen Kerbzähnen (46) der Welle.
dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden feststehenden Halterungen (18) eine Durchgangsöffnung (56) aufweist, durch die sich die Welle (16) hindurch erstreckt, und daß in der Durchgangsöffnung (56) jeder Halterung (18) desweiteren Kerbzähne (60) ausgebildet sind zum kämmenden Eingriff mit den axialen Kerbzähnen (46) der Welle.
7. Hebelstangenmechanismus nach Anspruch 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die an
dadurch gekennzeichnet, daß die an
- 3 - 8443.855
der Hebelstange (14) ausgebildeten Kerbzähne (48) auf
der Fläche der Durchgangsöffnung (29) ausgebildet sind,
die die Belastung der Drehwelle (16) aufnimmt, und daß die an den feststehenden Halterungen (18) ausgebildeten
Kerbzähne (60) derart auf der Fläche der Durchgangsöffnung (56) ausgebildet sind, daß sie mit den Kerbzähnen
(48), die auf der Fläche der Hebelstangendurchgangsöffnung
(29) ausgebildet sind, fluchten.
8. Hebelstangenmechanismus nach Anspruch 5 und 6,
d a du rch gekennzeichnet, daß die an
den feststehenden Halterungen (18) ausgebildeten Kerbzähne
(60) auf der Fläche der Durchgangsöffnung (56) ausgebildet sind, die die Belastung der Drehwelle tragen,
und daß die Kerbzähne (48) der Hebelstange (14) auf der Fläche der Durchgangsöffnung (29) derart ausgebildet
sind, daß sie mit den Kerbzähnen (60), die auf den Flächen der Durchgangsöffnungen (56) der feststehenden
Halterungen ausgebildet sind, fluchten.
9. Hebel stangenmechanismus nach einem der Ansprüche
1-8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelstange (100) eine Durchgangsöffnung (112) aufweist,
durch die sich die Drehwelle hindurch erstreckt und die an jeder Randfläche einen Einsatz (114) aufweist,
in dem jeweils Kerbzähne (116) ausgebildet sind.
10. Hebelstangenmechanismus nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß" die Drehwelle mehrere auf ihr angebrachte Ringe (126) aufweist, an denen jeweils Kerbzähne (128) ausgebildet sind, die in kämmendem Eingriff mit den an den Einsätzen (114) ausgebildeten Kerbzähnen (116) stehen, um
dadurch gekennzeichnet, daß" die Drehwelle mehrere auf ihr angebrachte Ringe (126) aufweist, an denen jeweils Kerbzähne (128) ausgebildet sind, die in kämmendem Eingriff mit den an den Einsätzen (114) ausgebildeten Kerbzähnen (116) stehen, um
eine Bewegung der Drehwelle bezüglich der Hebelstange ("10O) zu bewirken.
11. Hebelstangenmechanismus nach Anspruch 3,
dadurc h g e k e η η ζ e i c h net, daß jede der feststehenden Halterungen (18) eine Rollenlagerbaugruppe (134) aufweist, die zwischen der Drehwelle und der Fläche der Durchgangsöffnung angebracht ist, die den Kerbzähnen gegenüberliegt.
dadurc h g e k e η η ζ e i c h net, daß jede der feststehenden Halterungen (18) eine Rollenlagerbaugruppe (134) aufweist, die zwischen der Drehwelle und der Fläche der Durchgangsöffnung angebracht ist, die den Kerbzähnen gegenüberliegt.
12. Hebelstangenmechanismus nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelstange (70) desweiteren eine Rollenbaugruppe (134) aufweist, die zwischen der Welle und der Fläche der Durchgangsöffnung (73) angebracht ist, die den Kerbzähnen (82) gegenüberliegt.
dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelstange (70) desweiteren eine Rollenbaugruppe (134) aufweist, die zwischen der Welle und der Fläche der Durchgangsöffnung (73) angebracht ist, die den Kerbzähnen (82) gegenüberliegt.
13. Hebelstangenmechanismus nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch eine Haiteeinrichtung zum Halten der Hebelstange (14) in funktioneller Stellung bezüglich der feststehenden Halterungen (18) zum Verhindern einer Bewegung der Hebelstange (14) in Richtung der Bewegung der Welle (16), wenn diese auf das erste oder zweite Ende (32, 38) der Hebelstange (14) zubewegt wird.
gekennzeichnet durch eine Haiteeinrichtung zum Halten der Hebelstange (14) in funktioneller Stellung bezüglich der feststehenden Halterungen (18) zum Verhindern einer Bewegung der Hebelstange (14) in Richtung der Bewegung der Welle (16), wenn diese auf das erste oder zweite Ende (32, 38) der Hebelstange (14) zubewegt wird.
14. Kipphebel für eine Verbrennungsmaschine,
gekennzeichnet durch:
gekennzeichnet durch:
a) ein zweites Ende (38), das in Eingriff mit einem Schaft (40) eines Ventils (24) steht, um dieses
zwangsweise in eine geöffnete Stellung zu bewegen;
b) ein erstes Ende (32), das einer linearen, wechselseitigen Anregung ausgesetzt ist, um diese Anregung
auf das zweite Ende (38) des Kipphebels (14) zu
3.4 4 3 £5
übertragen;
c) einen Körperbereich (30), der eine" 1 angliche Öffnung
(29) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende bildet; und
d) eine Einstelleinrichtung, die am Kipphebel (14) ausgebildet
ist, um ein Einstellen des Hebeldrehpunktes des Kipphebels (14) um eine bezüglich des ersten und
des zweiten Endes bewegliche Welle zu ermöglichen.
15. Kipphebel nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß di e Einstelleinrichtung Kerbzähne (48) umfaßt,, die auf
einem Teil des die längliche. Öffnung (29) bildenden
Körperbereichs (30) ausgebildet sind.
16. Kipphebel nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbzähne (48) auf der Fläche der Öffnung (29) ausgebildet
sind, die die Belastung der Drehwelle aufnimmt.
17. Kipphebel nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Kerbzähne (82) auf der Fläche der Öffnung (73) ausgebildet
sind, die der die Belastung der Drehwelle tragenden Fläche (122) gegenüberliegt.
18. Kipphebel nach Anspruch 15,
gekennzeichnet durch einen an jedem
offenen Ende der Öffnung (112) befestigten Einsatz (114), wobei die Einsätze (114) Kerbzähne (116) aufweisen,
die neben der die Belastung der Drehwelle tragenden Fläche (122) der Öffnung (112) ausgebildet sind.
19. Kipphebel nach Anspruch 17,
gekennzeichnet durch eine Rollenbaugruppe
(134), die zwischen der Drehwelle und der die Belastung der Drehwelle tragenden Fläche der Öffnung
(73) angeordnet ist.
20. Kipphebel nach Anspruch 14,
gekennzeichnet durch eineHalteeinrichtung
zum Halten des Kipphebels (14) in funktioneller
Stellung bezüglich der Maschine und zum Verhindern, daß sich der Kipphebel (14) mit der Drehwelle mit bewegt,
wenn die Drehwelle bezüglich des ersten oder zweiten Endes des Kipphebels (14) bewegt wird.
21. Kipphebelbaugruppe für eine Verbrennungsmaschine,
gekennzeichnet durch mindestens einen Kipphebel (14, 70, 140, 180, 160) zum wechselweisen Öffnen eines Ventils (24) in Abhängigkeit von einer im wesentlichen linearen, wechselseitigen Bewegung, die durch eine Nockenwelle aufgegeben wird, mindestens eine feststehende Halterung (18, 84), die auf der Maschine neben dem Kipphebel befestigt ist, wobei der Kipphebel ein Ventilende (38, 146, 172), ein Nockenende (32, 144, 164) und eine Welle (16, 74, 150, 162) zwischen dem Ventilende und dem Nockenende besitzt, um die sich der Kipphebel dreht, wobei die Welle wahlweise auf das Ventil- oder das Nockenende zu bewegbar ist, um wahlweise das Verhältnis der Abstände zwischen der Welle und dem Ventilende bzw. dem Nockenende zu variieren, um dadurch den Betrag zu variieren, um den sich das Ventil in Abhängigkeit von einem, im wesentlichen konstanten Weg der linearen, wechselseitigen Bewegung des Kipphebelnockenendes öffnet.
gekennzeichnet durch mindestens einen Kipphebel (14, 70, 140, 180, 160) zum wechselweisen Öffnen eines Ventils (24) in Abhängigkeit von einer im wesentlichen linearen, wechselseitigen Bewegung, die durch eine Nockenwelle aufgegeben wird, mindestens eine feststehende Halterung (18, 84), die auf der Maschine neben dem Kipphebel befestigt ist, wobei der Kipphebel ein Ventilende (38, 146, 172), ein Nockenende (32, 144, 164) und eine Welle (16, 74, 150, 162) zwischen dem Ventilende und dem Nockenende besitzt, um die sich der Kipphebel dreht, wobei die Welle wahlweise auf das Ventil- oder das Nockenende zu bewegbar ist, um wahlweise das Verhältnis der Abstände zwischen der Welle und dem Ventilende bzw. dem Nockenende zu variieren, um dadurch den Betrag zu variieren, um den sich das Ventil in Abhängigkeit von einem, im wesentlichen konstanten Weg der linearen, wechselseitigen Bewegung des Kipphebelnockenendes öffnet.
22. Kipphebel baugruppe nach Anspruch 21,
dadurch gekennzei chnet, daß die Drehwelle (16, 74) um einen Teil ihres Umfangs axiale Kerbzähne (46, 76) aufweist.
dadurch gekennzei chnet, daß die Drehwelle (16, 74) um einen Teil ihres Umfangs axiale Kerbzähne (46, 76) aufweist.
23. Kipphebelbaugruppe nach einem der Ansprüche 21 oder
22,
dadurch gekennzei chnet, daß der
Kipphebel (14, 70, 100) eine längliche Durchgangsöff-,
nung (29, 73, 112), durch die sich die Welle (16, 74)
hindurch erstreckt, sowie Kerbzähne (48, 82, 116) aufweist,
die innerhalb der Durchgangsöffnung ausgebildet sind, um mit den axialen Kerbzähnen (46, 76) der Welle
kämmend in Eingriff zu stehen.
24. Kipphebel baugruppe nach einem der Ansprüche 21-23,
dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Halterung (18, 84) eine längliche Durchgangsöffnung (56, 86) aufweist, durch die sich die Welle (16, 74) hindurch erstreckt, sowie Kerbzähne (60, 90), die innerhalb der Durchgangsöffnung ausgebildet sind, um mit den axialen Kerbzähnen (46, 76) der Welle kämmend in Eingriff zu stehen.
dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Halterung (18, 84) eine längliche Durchgangsöffnung (56, 86) aufweist, durch die sich die Welle (16, 74) hindurch erstreckt, sowie Kerbzähne (60, 90), die innerhalb der Durchgangsöffnung ausgebildet sind, um mit den axialen Kerbzähnen (46, 76) der Welle kämmend in Eingriff zu stehen.
25. Kipphebelbaugruppe nach den Ansprüchen 23 und 24,
dadurch gekennzei ch η e t, daß die im Kipphebel (14) ausgebildeten Kerbzähne (48) auf der Fläche der Durchgangsöffnung (29) ausgebildet sind, die die Belastung der Welle (16) aufnimmt, und daß die an der feststehenden Halterung (18) ausgebildeten Kerbzähne (60) in der Fläche der Durchgangsöffnung (56) ausgebildet sind, so daß sie mit den Kerbzähnen (48), die in der Fläche der KipphebelÖffnung (29) ausgebildet sind,fluchten.
dadurch gekennzei ch η e t, daß die im Kipphebel (14) ausgebildeten Kerbzähne (48) auf der Fläche der Durchgangsöffnung (29) ausgebildet sind, die die Belastung der Welle (16) aufnimmt, und daß die an der feststehenden Halterung (18) ausgebildeten Kerbzähne (60) in der Fläche der Durchgangsöffnung (56) ausgebildet sind, so daß sie mit den Kerbzähnen (48), die in der Fläche der KipphebelÖffnung (29) ausgebildet sind,fluchten.
26. Kipphebelbaugruppe nach Anspruch 24,
dadurch gekennzei ch η e t, daß die an der feststehenden Halterung (84) ausgebildeten Kerbzähne (90) in der Fläche der Durchgangsöffnung (86) ausgebildet sind, die die Belastung der Welle (74) aufnimmt, und daß die im Kipphebel (70) ausgebildeten Kerbzä'hne (82) in der Fläche der Durchgangsöffnung (73) ausgebildet sind, so daß sie mit den Kerbzähnen (90), die in den Flächen der feststehenden Halterungsöffnung (86) ausgebildet sind., fluchten.
dadurch gekennzei ch η e t, daß die an der feststehenden Halterung (84) ausgebildeten Kerbzähne (90) in der Fläche der Durchgangsöffnung (86) ausgebildet sind, die die Belastung der Welle (74) aufnimmt, und daß die im Kipphebel (70) ausgebildeten Kerbzä'hne (82) in der Fläche der Durchgangsöffnung (73) ausgebildet sind, so daß sie mit den Kerbzähnen (90), die in den Flächen der feststehenden Halterungsöffnung (86) ausgebildet sind., fluchten.
27. Kipphebelbaugruppe nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (100) je einen Einsatz (114) aufweist, der in jedem offenen Ende der Durchgangsöffnung (112) befestigt ist, wobei der jeweilige Einsatz (114) Kerbzähne (116) aufweist, die in diesem neben der Fläche der Durchgangsöffnung (112) ausgebildet sind, die die Belastung der Welle aufnimmt.
dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (100) je einen Einsatz (114) aufweist, der in jedem offenen Ende der Durchgangsöffnung (112) befestigt ist, wobei der jeweilige Einsatz (114) Kerbzähne (116) aufweist, die in diesem neben der Fläche der Durchgangsöffnung (112) ausgebildet sind, die die Belastung der Welle aufnimmt.
28. Kipphebelbaugruppe nach Anspruch 22, d a d u r c h
gekennzeichnet, daß die feststehende Halterung (18) eine Rollenlagerbaugruppe (134) aufweist,
die zwischen der Welle (16) und der Fläche der Durchgangsöffnung
(56) montiert ist, die die Belastung der WeIIe (16) aufnimmt.
29. Kipphebelbaugruppe nach Anspruch 22, dadurch
g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Kipphebel (70) eine Rollenlagerbaugruppe (134) aufweist, die zwischen der Welle (74) und der Fläche der Durchgangsöffnung (73) montiert ist, die die Belastung der Welle (74) aufnimmt.
g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Kipphebel (70) eine Rollenlagerbaugruppe (134) aufweist, die zwischen der Welle (74) und der Fläche der Durchgangsöffnung (73) montiert ist, die die Belastung der Welle (74) aufnimmt.
30. Kipphebel zum Einsatz in einer Verbrennungsmaschine, der um eine Welle wechselseitig verschwenkbar ist,
gekennzeichnet durch ein im wesentlichen
1ängliches erstes Ende (164) zum Ineinandergreifen mit einer Nockenwelle (168), derart, daß eine
Drehung der Nockenwelle (168) eine oszilierende Bewegung
des Kipphebels (160) um die Welle (162) bewirkt, und ein im wesentlichen längliches zweites Ende (172)
zum Ineinandergreifen mit einem Ende eines Ventilschafts
(40), um diesen linear in Abhängigkeit von der Drehung der Nockenwelle (168) zu bewegen, wobei der
Kipphebel (160) und die Welle (162) bezüglich der Nockenwelle (168) und dem Ventilschaft (40) derart
verschiebbar sind, daß das Verhältnis des Hebelarms der auf das erste Ende.(164) des Kipphebels (160) wirkenden
Nockenwelle (168) um die Welle (40) zu dem Hebelarm des Venti 1 schafts (40), der auf das zweite Ende des Kipphebels
einwirkt, um die Welle (160) verändert wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US55640783A | 1983-11-30 | 1983-11-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3443855A1 true DE3443855A1 (de) | 1985-07-04 |
DE3443855C2 DE3443855C2 (de) | 1986-07-17 |
Family
ID=24221221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3443855A Expired DE3443855C2 (de) | 1983-11-30 | 1984-11-30 | Kipphebelmechanismus |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60136660A (de) |
AU (1) | AU556297B2 (de) |
BR (1) | BR8406042A (de) |
DE (1) | DE3443855C2 (de) |
ES (1) | ES8605083A1 (de) |
FR (1) | FR2555661A1 (de) |
GB (1) | GB2150662B (de) |
IT (1) | IT1199228B (de) |
SE (1) | SE8406009L (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19641068A1 (de) * | 1996-10-04 | 1997-08-28 | Klonder Armin Dipl Ing Fh | Kipphebel zur Ventilsteuerung von Kolbenpumpen und Verbrennungsmotoren |
US7171930B2 (en) | 2002-08-20 | 2007-02-06 | Alberto Keel | Rocker arm for valve actuation in internal combustion engines |
CN103016091A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-03 | 长城汽车股份有限公司 | 可变气门升程机构的调节装置及可变气门升程机构 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104246334A (zh) * | 2012-02-27 | 2014-12-24 | Ckd株式会社 | 杠杆式转换阀 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE256544C (de) * | ||||
AT41284B (de) * | 1907-12-21 | 1910-03-10 | Emile Charles Davagnier | Einrichtung zur Umwandlung einer hin und her gehenden Bewegung in eine rotierende Bewegung. |
FR603394A (fr) * | 1925-09-16 | 1926-04-14 | Dispositif de transformation de mouvement alternatif en mouvement circulaire et inversement | |
AT129161B (de) * | 1931-04-10 | 1932-07-11 | Eduard Eichler | Getriebe. |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE369394C (de) * | 1921-06-07 | 1923-02-19 | Maybach Motorenbau G M B H | Steuerung von Ventilen, insbesondere Einblaseventilen von Gleichdruckmotoren |
US2806459A (en) * | 1955-03-28 | 1957-09-17 | Jr C Downing Sweat | Variable control device for timing motor valves |
GB1108423A (en) * | 1964-01-08 | 1968-04-03 | Panther Pumps & Equipment Comp | Method of transmitting power by means of a fluid medium |
DE1634660B1 (de) * | 1965-09-07 | 1971-02-18 | Wacker Hermann | Von Hand geführtes, motorisch getriebenes Stampfgerät |
US3507166A (en) * | 1968-04-15 | 1970-04-21 | Ver Flugtechnische Werke | Variable lever transmission for actuating the control surfaces of air and water vehicles |
CA977583A (en) * | 1972-09-13 | 1975-11-11 | Graham C. Grant | Stroke varying mechanism |
JPS5026953A (de) * | 1973-07-16 | 1975-03-20 | ||
FR2524170B1 (fr) * | 1982-03-24 | 1988-04-15 | Masoneilan Int Inc | Procede et dispositif de couplage a demultiplication ajustable entre un mouvement de translation et un mouvement de rotation, appareil de reglage et vanne de reglage a coefficient de debit nominal ajustable equipe d'un tel dispositif |
-
1984
- 1984-11-19 AU AU35644/84A patent/AU556297B2/en not_active Ceased
- 1984-11-22 GB GB08429483A patent/GB2150662B/en not_active Expired
- 1984-11-28 SE SE8406009A patent/SE8406009L/ not_active Application Discontinuation
- 1984-11-28 BR BR8406042A patent/BR8406042A/pt unknown
- 1984-11-29 ES ES538107A patent/ES8605083A1/es not_active Expired
- 1984-11-29 IT IT49222/84A patent/IT1199228B/it active
- 1984-11-30 DE DE3443855A patent/DE3443855C2/de not_active Expired
- 1984-11-30 JP JP59252049A patent/JPS60136660A/ja active Pending
- 1984-11-30 FR FR8418302A patent/FR2555661A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE256544C (de) * | ||||
AT41284B (de) * | 1907-12-21 | 1910-03-10 | Emile Charles Davagnier | Einrichtung zur Umwandlung einer hin und her gehenden Bewegung in eine rotierende Bewegung. |
FR603394A (fr) * | 1925-09-16 | 1926-04-14 | Dispositif de transformation de mouvement alternatif en mouvement circulaire et inversement | |
AT129161B (de) * | 1931-04-10 | 1932-07-11 | Eduard Eichler | Getriebe. |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.Zusatz 47392 zur FR 791651 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19641068A1 (de) * | 1996-10-04 | 1997-08-28 | Klonder Armin Dipl Ing Fh | Kipphebel zur Ventilsteuerung von Kolbenpumpen und Verbrennungsmotoren |
DE19641068B4 (de) * | 1996-10-04 | 2005-04-21 | Klonder, Armin, Dipl.-Ing. (FH) | Hubvariabler Ventiltrieb |
US7171930B2 (en) | 2002-08-20 | 2007-02-06 | Alberto Keel | Rocker arm for valve actuation in internal combustion engines |
CN103016091A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-03 | 长城汽车股份有限公司 | 可变气门升程机构的调节装置及可变气门升程机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8406009L (sv) | 1985-05-31 |
JPS60136660A (ja) | 1985-07-20 |
GB2150662A (en) | 1985-07-03 |
IT8449222A0 (it) | 1984-11-29 |
FR2555661A1 (fr) | 1985-05-31 |
GB8429483D0 (en) | 1985-01-03 |
SE8406009D0 (sv) | 1984-11-28 |
ES538107A0 (es) | 1986-03-01 |
IT1199228B (it) | 1988-12-30 |
DE3443855C2 (de) | 1986-07-17 |
AU556297B2 (en) | 1986-10-30 |
GB2150662B (en) | 1988-03-02 |
BR8406042A (pt) | 1985-08-27 |
IT8449222A1 (it) | 1986-05-29 |
ES8605083A1 (es) | 1986-03-01 |
AU3564484A (en) | 1985-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3170997B1 (de) | Variabler ventiltrieb mit einem kipphebel | |
DE69921153T2 (de) | Variable ventilsteuerungseinrichtung | |
DE60014827T2 (de) | Desmodromische nocken geführte variable ventilsteuerungseinrichtug | |
DE102005017066B4 (de) | Variable Ventileinheit für einen Verbrennungsmotor | |
DE2715431A1 (de) | Vorrichtung zur steuerung der ventileinstellung bei motoren mit innerer verbrennung | |
WO2002012694A9 (de) | Hubkolben-brennkraftmaschine mit variablem verdichtungsverhältnis | |
DE3332789A1 (de) | Ventilsteuereinrichtung fuer eine brennkraftmaschine | |
EP0521412B1 (de) | Brennkraftmaschine mit einem Schlepphebelventiltrieb | |
DE4139411A1 (de) | Vier-takt-brennkraftmaschine mit einer verbesserten ventiltriebeinrichtung | |
DE19961759A1 (de) | Ventilbetätigungssystem für eine Brennkraftmaschine | |
DE1954456A1 (de) | Ventilmechanismus | |
DE3332699C2 (de) | ||
EP0865566B1 (de) | Ventiltrieb einer brennkraftmaschine | |
DE3443855A1 (de) | Hebelstangenmechanismus mit veraenderlichem hebelverhaeltnis | |
DE10105807C1 (de) | Kipphebel für einen Ventiltrieb eines Verbrennungsmotors mit Vorrichtung zur selbsttätigen Ein-/Nachstellung des Ventilspiels | |
DE19500854C2 (de) | Hubkolbenmaschine | |
DE10213557B4 (de) | Ventilantrieb mit oben liegender Nockenwelle für eine Brennkraftmaschine | |
EP0797726B1 (de) | Ventiltrieb einer brennkraftmaschine | |
DE10312959A1 (de) | Vorrichtung zur variablen Betätigung der Gaswechselventile von Verbrennungsmotoren und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung | |
DE2647332C3 (de) | Nockengesteuerte Brennkraftmaschine | |
DE102008015218A1 (de) | Ventilmechanismus eines Motors | |
EP0594104A1 (de) | Nockenwelle mit variablem Einlasshub durch die Verschiebung der Nocken in senkrechte Richtung zu ihrer Drehachse | |
DE4220664C2 (de) | Verbrennungsmotor mit veränderbaren Hubraum und Verdichtungsverhältnis | |
DE4201257A1 (de) | Regelbare fluegelzellenpumpe mit druckstueck | |
DE10249187A1 (de) | Unterstützungsvorrichtung und -verfahren für einen variablen Ventilmechanismus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |