DE69700480T2

DE69700480T2 - Ventiltriebsvorrichtung für Brennkraftmaschine mit einem von einer Magnetvorrichtung geschalteten, verriegelbaren Hebel

Info

Publication number: DE69700480T2
Application number: DE69700480T
Authority: DE
Inventors: Keith Hampton; David Michael Preston
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2000-05-04
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: DE69700480D1; JP4068176B2; EP0796982A1; EP0796982B1; US5623897A; US5682848A; JPH108929A

Description

In Beziehung stehende Anmeldungen

Diese Anmeldung steht in Bezug zu den Patenten US-A-5 615 647 mit dem Titel "Valve Control System" und US-A-5 529 033 mit dem Titel "Multiple Rocker Arm Valve Control System" und US-A-5 619 958 mit dem Titel "Engine Valve Control System Using A Latchable Rocker Arm", die alle derselben Anmelderin zugeordnet sind, und zwar der Eaton Corporation, wie auch diese Anmeldung.

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilbetriebsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor und insbesondere auf eine Vorrichtung, die bewirkt, daß das Motorventil betrieben oder nicht betrieben wird abhängig vom Erregungszustand einer Elektromagnetbetätigungsvorrichtung.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Variable Ventilsteuersysteme für Mehrventilmotoren, in denen Einlaß- und/oder Ablaßventile entweder selektiv betätigt werden können oder betätigt werden können gemäß ausgewählten Anhebungsprofilen, sind im Stand der Technik gut bekannt. Beispiele für solche Systeme sind in den U. S.-Patenten 4,151,817 und 4,203,397 gezeigt. Patent 4,151,817 offenbart ein Primärkipphebelarmelement, das in Eingriff bringbar mit einem ersten Nockenprofil ist, ein Sekundärkipphebelarmelement, das in Eingriff bringbar mit einem zweiten Nockenprofil ist, und Mittel zur Verbindung oder Verriegelung des primären mit dem sekundären Armelement. Patent 4,203,397 offenbart eine Vorrichtung zum selektiven Eingreifen oder Lösen bzw. Außereingriffbringen eines Motortellerventils, um das Ventil mit dem Rest der Ventilsteuerung zu verbinden oder von dieser zu lösen, und zwar unter Verwendung eines Verriegelungs mechanismus, wodurch bewirkt wird, daß das Ventil betrieben wird oder stationär bleibt.
Verriegelbare Kipphebelarmmechanismen, die im Stand der Technik bekannt sind, liefern keine relativ niedrige Aktivierungskraft, wenn der Mechanismus entweder aus einem aktiven Zustand in einen inaktiven Zustand geschaltet bzw. verschoben werden soll oder umgekehrt. Elektromagnetbetätigungsvorrichtungen bzw. -betätiger, wenn sie mit Mechanismen des Standes der Technik verwendet werden, sehen einen hohen Kraftpegel vor, um die Betätigung des verriegelbaren Kipphebelarms mit einer Art eines Bewegungsverstärkungsmechanismus zu bewirken, wie beispielsweise einem Kniehebel bzw. Kurbelhebel. Es ist wünschenswert, insbesondere für die Unterbringung, einen verriegelbaren Kipphebelarm vorzusehen, der einen niedrigen Pegel einer Elektromagnetkraft zur Bewirkung eines Schaltens eines Motorventils aus einem aktiven in einen inaktiven Zustand und umgekehrt erfordert, ohne ein Synchronisierungssystem zur Zeittaktung mit der Drehung des Motors zu benötigen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung, wie es im angefügten Anspruch 1 definiert ist, wird eine Elektromagnetbetätigungsvorrichtung und eine Betätigerverbindung zum Vorsehen der Betätigungskraft, die für den Betrieb eines verriegelbaren Motorkipphebelarms erforderlich ist (wodurch das Motorventil deaktiviert wird), offenbart. Ein Elektromagnet zwingt einen federbelasteten Kolben gegen einen federbelasteten bzw. federbeaufschlagten schwenkenden Betätigungsarm, der ein federbeaufschlagtes Verriegelungsglied kontaktiert und verschiebt bzw. versetzt, um so einen äußeren Kipphebelarm von einem inneren Kipphebelarm zu entkoppeln. Der verschwenkte bzw. schwenkbare Betätigungsarm kann nur in die Position zur Deaktivierung des Motorventils bewegt werden, wenn sich der Kipphebelarm auf einer Nockenwellenlauffläche befindet, wenn der Kontaktfleck des Verriegelungsglieds sich in eine ineingriffbringbare Position bewegt hat. Die Betätigungsfeder, die den Kolben des Elektromagnetbetätigers kontaktiert, kann jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung komprimiert werden, wenn der Betätigungsarm nicht bewegbar ist, wodurch die auf den Betätigungsarm übertragene Kraft limitiert wird und dem Kolben erlaubt wird, den Elektromagnetstator zu kontaktieren, wann immer die Elektromagnetspule erregt ist. Wenn der Betätigerarm frei für eine Bewegung auf seiner Schwenkachse ist, kontaktiert der Kolben den Betätigerarm und bewirkt, daß er sich für einen Eingriff mit dem Verriegelungsglied dreht. Wenn sich das Motorventil schließt, wird das Verriegelungsglied beaufschlagt, und dann eine interne Feder komprimiert, und zwar innerhalb des Betätigungsarms. Wenn der Kipphebelarm auf den Grundkreis der Nockenwelle auftrifft, wird das Verriegelungsglied entlastet bzw. nicht mehr beaufschlagt, und die vorbelastete Feder, die innerhalb des Betätigerarms wirkt, bewirkt, daß der verschwenkte Betätigerarm das Verriegelungsglied in eine Position zur Entkopplung der inneren und äußeren Kipphebelarme bewegt, wodurch der Betrieb des Motorventils deaktiviert wird. Wenn sich das Motorventil schließt, wenn das Verriegelungsglied fortwährend in einem beaufschlagten Zustand verbleibt, wird die Feder im Betätigungsarm komprimiert und vorbeaufschlagt das Verriegelungsglied, um es in eine nichtverriegelnde, inaktive Position zu bewegen, sobald das Verriegelungsglied nicht mehr beaufschlagt wird. Daher kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Betätiger zu jeder Zeit erregt sein, ohne Rücksicht auf die Position der Motornockenwelle, und zwar unter Verwendung eines Elektromagnetbetätigers mit relativ geringer Leistung.
Vier getrennte und unterschiedliche Federn werden im Elektromagnetbetätiger und der Betätigungsverbindung verwendet; zwei werden zur Erzeugung einer Kraft für die Rückführung von Elementen zu ihrem normalen Zustand verwendet und zwei zur Übertragung von Betätigungskräften.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel, wie es im unabhängigen Anspruch 8 definiert ist, wird ein Kniehebel bzw. Kurbelhebel in seine Position durch einen Elektromagnetbetätiger bewegt. Wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält der Elektromagnetbetätiger einen Kolben, der gegen ei ne Feder betrieben wird, um dem Kolben einen Kontakt mit einem Stator zu erlauben, wann immer die Elektromagnetspule erregt wird. Der Kniehebel legt eine Kraft an das Verriegelungsglied an, wenn das Motorventil geschlossen ist, wodurch das Verriegelungsglied zum Entkoppeln der inneren und äußeren Kipphebelarme versetzt bzw. verschoben wird, um das Motorventil zu deaktivieren.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Elektromagneten mit relativ geringer Leistung mit einer Feder zur Kopplung eines Ankers mit einem Kolben und einem Verbindungsmechanismus vorzusehen, der einen reduzierten Betätigungsleistungspegel erfordert, um zu bewirken, daß ein verriegelbarer Kipphebelarm ein Motorventil aktiviert und deaktiviert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Elektromagnetbetätiger vorzusehen, der einem Anker erlaubt, sich in Kontakt mit einem Stator zu bewegen, während eine Feder einen Kolben beaufschlagt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, das der Betätiger zu irgendeiner Zeit erregt werden kann, und zwar ohne Synchronisierung mit der Drehung des Motors.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbindungsmechanismus zwischen einem Betätiger und einem verriegelbaren Kipphebelarm vorzusehen, wobei der Verbindungsmechanismus einen schwenkbaren bzw. verschwenkenden Teleskopbetätigungsarm mit einer Kompressionsfeder darin enthalten aufweist zur Kontaktierung des verriegelbaren Kipphebelarms.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbindungsmechanismus zwischen einem Betätiger und einem verriegelbaren Kipphebelarm vorzusehen, wobei der Verbindungsmechanismus eine Betätigungsfeder zwischen dem Kolben und dem Elektromagnetanker in Kombination mit einem verschwenkenden Teleskopbetätigungsarm aufweist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbindungsmechanismus zwischen einem Elektromagneten und einem verriegelbaren Kipphebelarm vorzusehen, wobei der Verriegelungsmechanismus einen verschwenkenden Teleskopbetätigungsarm aufweist, der eine Betätigungsfeder und eine Rückführfeder enthält.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbindungsmechanismus zwischen einem Betätiger und einem verriegelbaren Kipphebelarm vorzusehen, wobei der Verbindungsmechanismus einen verschwenkenden Kniehebel aufweist, der den Elektromagnetkolben mit einem Arm kontaktiert und das Verriegelungsglied mit einem zweiten Arm kontaktiert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbindungsmechanismus zwischen einem Elektromagnet mit einer zwischen einem Anker und einem Kolben angeordneten Betätigungsfeder und einem verriegelbaren Kipphebelarm vorzusehen, wobei der Verbindungsmechanismus einen verschwenkenden Kniehebel aufweist, der gegen eine Kniehebelrückführfeder mit einem Arm betrieben wird und das Verriegelungsglied kontaktiert, wodurch eine Verriegelungsfeder komprimiert wird.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbindungsmechanismus zwischen einem Elektromagneten und einem verriegelbaren Kipphebelarm vorzusehen, wobei der Verbindungsmechanismus einen schwenkenden Kniehebel aufweist, der einen Elektromagnetkolben mit einer Elektromagnetfeder und einer Elektromagnetrückführfeder mit einem Arm kontaktiert und das Verriegelungsglied eines verriegelbaren Kipphebelarms mit einem zweiten Arm kontaktiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Motortellerventilsteuersystems der vorliegenden Erfindung, das in einem Motorventilgetriebe installiert ist;
Fig. 2 ist eine Teilquerschnittsansicht des Elektromagnetbetätigers der vorliegenden Erfindung entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Motortellerventilsteuersystems der vorliegenden Erfindung mit aktivierten Elektromagnet und dem verriegelbaren Kipphebelarm in einem Freigabemodus;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des Motortellerventilsteuersystems der vorliegenden Erfindung mit aktiviertem Elektromagnet und dem verriegelbaren Kipphebelarm in einem desaktivierten Modus;
Fig. 5 ist eine teilweise perspektivische Ansicht der Kipphebelarmanordnung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Draufsicht der Kipphebelarmanordnung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht der Kipphebelarmanordnung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist eine Vorderansicht der äußeren Kipphebelarmanordnung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht des äußeren Kipphebelarms entlang der Linie 9-9 der Fig. 8;
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht des äußeren Kipphebelarms entlang der Linie 10-10 der Fig. 8;
Fig. 11 ist eine Ansicht des inneren Kipphebelarms der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ist eine Draufsicht des inneren Kipphebelarms der Fig. 11;
Fig. 13 ist eine Rückansicht des inneren Kipphebelarms der Fig. 11;
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht des Verbindungsstifts der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 ist eine Rückansicht des Verbindungsstifts der Fig. 14;
Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 17 ist eine Rückansicht des Elektromagnetbetätigers, der in Fig. 16 gezeigt ist.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Zum Zwecke der Verständnisförderung der Prinzipien der Erfindung wird nun Bezug genommen auf das Ausführungsbeispiel, das in den Zeichnungen illustriert ist, und eine spezifische Sprache zu dessen Beschreibung wird verwendet. Nichtsdestoweniger sei klar, daß dadurch keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei solche Änderungen und weitere Modifikationen bezüglich der dargestellten Einrichtung und solche weiteren Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie sie hier dargestellt sind, so betrachtet werden, daß sie normalerweise sich dem Fachmann darlegen würden, auf dessen Gebiet sich die Erfindung bezieht.
Eine bestimmte Terminologie wird in der folgenden Beschreibung nur bezüglich der Bequemlichkeit verwendet und soll nicht einschränkend sein. Die Begriffe "rechts" und "links" werden sich auf Richtungen in den Zeichnungen beziehen, in Verbindung mit denen die Terminologie verwendet wird. Die Begriffe "innen" und "außen" werden sich auf Richtungen zu bzw. weg von der geometrischen Mitte der Vorrichtung beziehen. Die Begriffe "oben" und "unten" werden sich auf Richtungen beziehen, wie sie aus den Zeichnungen entnommen werden, in Verbindung mit denen die Terminologie verwendet wird. All die zuvor erwähnten Begriffe umfassen ihre gewöhnlichen bzw. normalen Ableitungen und ihre Äquivalente.
Nun Bezug nehmend auf Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Querschnittsansicht eines Motortellerventilsteuersystems 1 der vorliegenden Erfindung gezeigt, das als ein Teil des Ventilgetriebes auf bzw. in einem Verbrennungsmotor installiert ist. Ein Teil eines Motorzylinderkopfes 10 eines Verbrennungsmotors von der Bauart mit oben liegender Nocke ist zusammen mit der Nockenwelle 4, der hydraulischen Spieleinstellung 5, dem Motortellerventil 6, der Ventilfeder 7 und der Ventilabdeckung 8 gezeigt.
Wie hier dargestellt, ist das Motortellerventilsteuersystem 1 von jenem Typ, der insbesondere zur selektiven Aktivierung oder Deaktivierung eines Motor tellerventils 6 geeignet ist, und es weist eine Kipphebelarmanordnung 14 auf, die zwischen einem aktiven Modus, in dem sie zum Öffnen des Motortellerventils 6 betreibbar ist, und einem inaktiven Modus verschiebbar ist, in dem das Ventil nicht geöffnet ist. Eine Betätigungsanordnung 16 wirkt zum Verschieben der Kipphebelarmanordnung 14 zwischen ihrem aktiven und inaktiven Modus über die Bewegung eines Betätigers 16, der über einen Betätigungsarm 17 wirkt.
Die Kipphebelarmanordnung 14 weist einen inneren Kipphebelarm 18 auf, der in Eingriff bringbar mit der Ventilbetätigungsnockenwelle 4 ist, und zwar an der Nockenkeule bzw. Nockenfläche 20, die auf dem Zylinderkopf 10 des Motors getragen wird. Ferner weist sie einen äußeren Kipphebelarm 22 auf, der mit einem Motortellerventil 6 in Eingriff bringbar ist, das normalerweise durch eine Ventilfeder 7 geschlossen gehalten wird, und eine Vorspann- bzw. Beaufschlagungsfeder 26, die zwischen den inneren und äußeren Kipphebelarmen 18 und 22 zur Vorspannung des inneren Kipphebelarms 18 in Eingriff mit der Nockenwelle 4 über den Rollenfolger 24 vorspannt und den äußeren Kipphebelarm 22 in Eingriff mit dem Kolben 30 vorspannt, der auf dem Hauptkörper 32 der Spieleinstellung 5 aufliegt bzw. aufsitzt. Die Konstruktion und die Funktion der Spieleinstellung 5 sind in der Technik gut bekannt und werden hier nicht detailliert beschrieben. Die Vorspannfeder 26 legt eine ausreichende Kraft auf den Kolben 30 an, um die Spieleinstellung 5 für einen Betrieb in ihrem normalen Betriebsbereich zu allen Zeiten zu halten.
Das Verriegelungsglied 28 ist gleitbar auf dem äußeren Kipphebelarm 22 aufgenommen und in einen "verriegelten" Zustand durch eine Verriegelungsfeder 29 vorgespannt, wobei das Verriegelungsglied 28 wirksam zum Verriegeln der inneren und äußeren Kipphebelarme 18 und 22 ist, so daß sie sich zusammen bewegen, um den "aktiven Modus" des Motortellerventilsteuersystems der vorliegenden Erfindung zu definieren, oder um sie zu entriegeln bzw. zu lösen, wobei die inneren und äußeren Kipphebelarme 18 und 22 frei für eine relative Drehung zueinander sind, um den "inaktiven Modus" zu definieren. Ein Verbindungsstift 11 geht durch koaxiale Öffnungen 61A und 61B hindurch, die im äußeren Kipphebelarm 22 (siehe Fig. 11) gebildet sind, und durch eine Verbindungsstiftöffnung 21, die im Verriegelungsglied 28 ausgebildet ist, und er sieht eine Schwenkunterstützung für den äußeren Kipphebelarm 22 vor, wobei der Verbindungsstift 11 auf dem Kolben 30 sich verschwenkt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der innere Kipphebelarm 18 schwenkbar auf dem Verbindungsstift 11 getragen und der äußere Kipphebelarm 22 ist nicht drehbar am Verbindungsstift 11 montiert, wobei der Verbindungsstift 11 schwenkbar durch den Kolben 30 der Spieleinstellung 5 getragen wird.
Der äußere Kipphebelarm 22 ist eine langgestreckte, rechteckige Struktur mit gegenüberliegenden Seitenwänden und einem ersten Ende 22A für den Eingriff mit einer vorspannenden Feder 26 und einem zweiten Ende 22B, das eine Ventileingriffsoberfläche 22C darauf ausgebildet besitzt. Die Ventileingriffsoberfläche 22C steht im Kontakt mit dem Motortellerventil 6. Der innere Kipphebelarm 18 ist eine langgestreckte, rechteckige Struktur, die zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden des äußeren Kipphebelarms 22 aufgenommen ist (siehe Fig. 5). Der innere Kipphebelarm 18 besitzt eine darauf ausgebildete Kontaktoberfläche 18A, die in Eingriff bringbar mit dem Verriegelungsglied 28 ist, wenn sich die Kipphebelarmanordnung 14 im normalerweise aktiven Modus befindet.
Die elektromagnetische Betätigungsanordnung 16 ist in einem nichtangeregten Zustand in Fig. 1 gezeigt, der der Verriegelungsfeder 29 erlaubt, das Verriegelungsglied 28 in eine Position zu zwingen, um eine Betätigung des Motortellerventils 5 durch die Nockenwelle 4 über die Kipphebelarmanordnung 14 im aktiven Modus vorzusehen. Irgendeine Art eines geeigneten Betätigers könnte verwendet werden, um eine lineare Bewegung vorzusehen, wie beispielsweise ein hydraulischer Kolben oder ein vakuumbetriebener Kolben oder ein Drehmotor unter Verwendung eines Nockenmechanismus. Die Betätigungsanordnung 16 besteht aus einem kreisförmigen Anker 35, der elektromagnetisch in Richtung auf den Stator 27 angezogen wird, wenn ein elektrischer Strom an die Spule 23 über die Steuereinheit 51 geliefert wird. Der Kol ben 45 ist gleitbar am Anker 35 angebracht und zusammen mit dem Anker 35 weg vom Stator 27 durch eine Elektromagnetfeder 44 vorgespannt, die wiederum unter Kompression belastet ist. Die Elektromagnetfeder 44 wird auf dem Kolben 45 geführt und ist in einer statischen Position an einem Ende gegen den Anker 35 gehalten und an einem zweiten Ende durch einen Kragen 47, der am Kolben 45 gesichert ist. Daher schränkt die Elektromagnetfeder 44 effektiv den Kraftbetrag ein, der vom Anker 35 auf den Kolben 45 übertragen wird, und zwar um die Federrate bzw. Federkonstante der Elektromagnetfeder 44 multipliziert mit der relativen Versetzung zwischen dem Anker 35 und dem Kolben 45 plus der Vorlastkraft auf die Elektromagnetfeder 44. Beispielsweise, wenn die Elektromagnetfeder 44 eine Federkonstante von 1,0 Newton/Millimeter und eine Vorlast von 5,0 Newton besitzt, kann eine maximale Kraft von 7,0 Newton gegen den Kolben 45 erzeugt werden, und zwar unter der Annahme eines maximalen Elektromagnetankerbewegungsweges von 2,0 mm. Die vorliegende Erfindung sieht die Erzeugung einer hochwiederholbaren Wirkung des Kolbens 45 vor, und zwar unabhängig von Veränderungen des Spulenwiderstande aufgrund der Temperatur und/oder Veränderungen der Spulenspannung.
Wenn das Verriegelungsglied 28 durch eine Klemmkraft belastet ist, die durch die inneren und äußeren Kipphebelarme 18 und 22 erzeugt wird, ist es nicht möglich, es in einen inaktiven Modus zu bewegen, und es ist nicht möglich, den Betätigungsarm nach unten zu bewegen. Bei der Erregung des Stators 27 kann der Anker 35 die Elektromagnetfeder 44 belasten, was einen Todgang bzw. eine Leerbewegung zwischen dem Betätigungsanker 35 und dem Kolben 45 vorsieht, jedoch eine Kraft gegen den Betätigungsarm 17 vorsieht. Somit bewegt sich der Anker 35 in einen Kontakt mit dem Stator 27 und drückt die Elektromagnetfeder 44 zusammen und legt dadurch eine Kraft gegen den Kolben 45 über den Kragen 47 an. Sofern möglich, kontaktiert der Kolben 45 den Betätigungsarm 17 und bewegt diesen nach unten für einen Eingriff mit dem Verriegelungsglied 28. Gerade wenn sich das Tellerventil 6 schließt, drückt das Verriegelungsglied 28 die Armfeder 39 zusammen, da das Verriegelungsglied 28 immer noch unter Last steht. Sobald das Verriegelungsglied 28 entlastet wird, zwingt es die vorbelastete Armfeder 39 in eine Position, so daß die Kipphebelarmanordnung 14 sich im inaktiven Modus befindet. Die Verriegelungsfeder 29 besitzt ein Ende, das den äußeren Kipphebelarm 22 kontaktiert, und ein zweites Ende, das das Verriegelungsglied 28 kontaktiert, wodurch das Verriegelungsglied 28 nach links beaufschlagt wird, um mit dem inneren Kipphebelarm 18 zur Aktivierung des Motortellerventils 6 in Eingriff zu kommen. Wenn das Verriegelungsglied 28 entlastet wird, überwindet der Betätigungsarm 17 die Kraft der Verriegelungsfeder 29 und bewegt das Verriegelungsglied 28 nach rechts in den inaktiven Modus, in dem sich das Motortellerventil 6 nicht öffnet und schließt ansprechend auf die Nockenkeule bzw. die Nockenlauffläche 20.
Der Betätigungsarm 17 verschwenkt auf dem Armstift 37 und ist mit dem Führungsgehäuse 36 verbunden, das an der Betätigungsanordnung 16 angebracht ist. Der Betätigungsarm 17 kontaktiert das Verriegelungsglied 28 an einem Kontaktfleck 48, der als Teil des Verriegelungsglieds 28 ausgebildet ist. Das Verriegelungsglied 28 ist in eine Position zur Aktivierung des Motortellerventils 6 (aktiver Modus) vorgespannt durch die Verriegelungsfeder 29, die auf das Verriegelungsglied 28 gegen den äußeren Kipphebelarm 22 wirkt.
Die Vorspannfeder 26 ist zur Beibehaltung einer Last zwischen dem Rollenfolger 24, der auf einem Rollenstift 25 rotiert, und der Nockenwelle 4 vorgespannt, und zwar ausreichend, um die Spieleinstellung 5 betriebsmäßig in ihrem normalen Einstellungsbereich zu halten. Veränderungen der Vorlast auf die Vorspannfeder 26 können durch Änderungen der Position der Vorlasteinstellung 31 vorgenommen werden (siehe Fig. 5), wodurch die Position des Kolbens 30 im Hauptkörper 32 der Spieleinstellung 5 verändert wird.
Fig. 1 stellt das Ventilsteuersystem 1 in einer inaktiven Position dar, in der die Betätigungsanordnung 16 nicht durch die Steuereinheit 51 angeregt ist und der Anker 35 noch nicht magnetisch angezogen wird, um sich so zu bewegen, daß er in Kontakt mit dem Stator 27 kommt. Die Elektromagnetfeder 44 wirkt gegen den Kragen 47, was gegen den Kolben 45 drückt, der wiederum gegen den Betätigungsarm 17 ansprechend auf die Bewegung des Ankers 35 drückt. Der Betätigungsarm 17 besitzt eine innere Armfeder 39, die ein inneres Gehäuse 40 von einem teleskopartigen äußeren Gehäuse 42 trennt, wo ein Anschlagstift 33 die totale Trennung der inneren und äußeren Gehäuse 40 und 42 verhindert. Das innere Gehäuse 40 ist am Führungsgehäuse 36 mittels einem Armstift 37 aufgehängt und kontaktiert den Kolben 45 aufgrund der Rückführfeder 43, die den Betätigungsarm 17 nach oben beaufschlagt. Wenn die Kipphebelarmanordnung sich in einem nichtbelasteten Zustand befindet, indem die Nockenoberfläche 20 den Rollenfolger 24 auf dem Basiskreis kontaktiert, dann wird die Betätigungsanordnung 16 angeregt. Wenn das Ventil 6 geschlossen ist, kontaktiert der Betätigungsarm 17 das Verriegelungsglied 28 durch Auftreffen auf der Oberseite des Kontaktflecks 48. Wenn sich das Ventil 6 öffnet, wird der Betätigungsarm 17 durch den Kolben 45 auf die Stirnseite des Kontaktflecks 48 gedrückt. Wenn sich das Ventil 6 schließt, wird die Armfeder 39 weiter komprimiert, wodurch das Verriegelungsglied 28 vorbelastet wird. Wenn das Verriegelungsglied 28 entlastet wird, wenn der Rollenfolger 24 den Basiskreis der Nockenoberfläche 20 kontaktiert, wird das Verriegelungsglied 28 nach rechts gezwungen, wodurch die Kipphebelarmanordnung 14 in den inaktiven Modus verschoben wird. Wenn die Betätigungsanordnung 16 nicht angeregt ist, wie in Fig. 1 gezeigt, oder das Verriegelungsglied 28 unter Last ist, verbindet das Verriegelungsglied 28 den inneren Kipphebelarm 18 mit dem äußeren Kipphebelarm 22 und das Motortellerventil 6 ist aktiviert.
Demgemäß gibt es fünf Federn, die im Ventilsteuersystem 1 der vorliegenden Erfindung involviert sind: Die Vorspannfeder 26, die Betätigungsfeder 44, die Armfeder 39, die Rückführfeder 43 und die Verriegelungsfeder 29. Alle mit Ausnahme der Rückführfeder 43 (die eine Torsionsfeder ist) sind Spulen- bzw. Spiralfedern, die in Kompression beaufschlagt sind. Die Betätigungsfeder 44 ist kompressionsmäßig beaufschlagt und wirkt zur Trennung des Ankers 35 vom Stator 27 und wirkt ebenso zur Beschränkung der Kraft und der Bewegung, die durch den Betätigungsarm 17 übertragen wird, da ein Ende der Betätigungsfeder den Anker 35 kontaktiert und das zweite Ende den Kra gen 47 kontaktiert, der am Kolben 45 angebracht ist. Der Anker 35 ist gleitbar am Kolben 45 gekoppelt, so daß sich der Kolben 45 ansprechend auf die durch die Betätigungsfeder 44 erzeugte Kraft bewegt, und zwar nicht direkt auf die Versetzung des Ankers 35. Wie in Fig. 1 gezeigt, wenn die Kipphebelarmanordnung 14 nicht durch die Nockenkeule 20 zum Öffnen des Ventils 6 bewegt wurde, wird der Betätigungsarm 17 die Oberseite des Verriegelungsglieds 29 treffen. Daher wird die Betätigungsfeder durch den Anker 35 zusammengedrückt und legt eine erhöhte Kraft an den Kolben 45 an, der sich nicht bewegt. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß die Elektromagnetfeder 44 dem Anker 35 erlaubt, sich in einen Kontakt mit dem Stator 27 zu bewegen, und zwar zu den Zeiten, da die Spule 23 durch die Steuereinheit 51 angeregt ist. Daher sind spezielle Zeitsteuerungsschaltungen zur Synchronisierung des Ventilsteuersystems 1 mit der Drehung der Nockenwelle 4 nicht erforderlich. Ebenso, wenn die Elektromagnetkraft bzw. Elektromagnetleistung minimiert werden soll, kann der Elektromagnet 16 so ausgelegt bzw. konstruiert sein, daß er keine ausreichende Kraft zur Überwindung der Verriegelungsrückführfeder 29 besitzt, wobei eine Bewegung des Betätigungsarms 17 (oder des Kniehebels 70 in Fig. 16) nur dann auftritt, wenn das Ventil 6 geöffnet ist.
Die Armfeder 39 ist kompressionsmäßig belastet, um eine Trennkraft zwischen dem inneren Gehäuse 40 und dem äußeren Gehäuse 42 zu liefern, die kombiniert den Betätigungsarm 17 darstellen. Das innere Gehäuse 40 ist rotationsmäßig bzw. drehbar mit dem Führungsgehäuse 36 über den Armstift 37 gekoppelt. Das innere Gehäuse 40 und das äußere Gehäuse 42 sind bezüglich einer relativen axialen Translation durch den Verbindungsstift 33 eingeschränkt. Die Armfeder 39 erlaubt es, daß der Betätigungsarm 17 längenmäßig zusammengedrückt wird, wenn der innere Kipphebelarm 18 eine Last gegen das Verriegelungsglied 28 an der Kontaktoberfläche 18A anlegt, so daß das Verriegelungsglied 28 nicht durch den Betätigungsarm 17 bewegt werden kann (siehe Fig. 3). Sie erlaubt es ebenso, daß der Betätigungsarm 17 nach unten in Kontakt mit dem Verriegelungsglied 28 bewegt wird, wenn die Kipphebelarmanordnung 14 durch die Nockenkeule 20 in die offene Ventilposition bewegt wird. In diesem Fall belastet die Armfeder 39 den Betätigungsarm 17 vor, um fortwährend eine Kraft an das Verriegelungsglied 28 zu liefern, bis der innere Kipphebelarm 18 das Verriegelungsglied 28 entlastet, wenn der Rollenfolger 24 den Basiskreis der Nockenkeule 20 kontaktiert, wenn sich das Ventil schließt.
Die Rückführfeder 43 ist am Führungsgehäuse 36 an einem Ende geerdet und kontaktiert den Betätigungsarm 17 am zweiten Ende, um so eine Kraft an den Betätigungsarm 17 in die Aufwärtsrichtung in Richtung auf die Betätigungsanordnung 16 zu liefern.
Die Verriegelungsfeder 29 ist kompressionsmäßig belastet und kontaktiert das Verriegelungsglied 28 an einem Ende und den äußeren Kipphebelarm 22 am zweiten Ende. Somit beaufschlagt bzw. spannt die Verriegelungsfeder 29 das Verriegelungsglied 28 so vor, daß sich die Kipphebelarmanordnung 14 normalerweise in einem aktiven Modus befindet, in dem das Verriegelungsglied 28 den inneren Kipphebelarm 18 mit dem äußeren Kipphebelarm 22 verbindet, um das Motorventil 6 ansprechend auf die Nockenkeule 20 zu betreiben. Die Federkonstante der Verriegelungsfeder 29 ist niedriger als der Wert jener von der Armfeder 39.
Sich nun auf Fig. 2 beziehend, ist eine Teilansicht der Betätigungsanordnung 16 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Armstift 37 erstreckt sich durch das Führungsgehäuse 36 und ist rotationsmäßig bzw. drehbar mit dem Betätigungsarm 17 in Eingriff (nicht gezeigt). Das Elektromagnetgehäuse 15 ist kreisförmig gezeigt, obwohl jede geeignete Form verwendet werden könnte, wie sie in der Technik für Elektromagnete bekannt ist.
Nun Bezug nehmend auf Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersystems 1 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Betätigungsanordnung 16 wurde durch die Steuereinheit 51 angeregt, und der Betätigungsarm 17 wurde durch die Wirkung des Kolbens 45 gedreht, um mit dem Verriegelungsglied 28 in Eingriff zu kommen, wenn die Nockenkeule 20 in Eingriff mit dem Rollenfol ger 24 kommt und bewirkt, daß die äußere Kipphebelarmanordnung 14 auf dem Kolben 30 gedreht wird, wodurch erlaubt wird, daß der Betätigungsarm 17 mit dem Verriegelungsglied 28 in Eingriff kommt. Somit muß das Ventilsteuersystem 1 der vorliegenden Erfindung nicht zeitgesteuert bezüglich der Drehung der Nockenwelle 4 werden. Das Verriegelungsglied 28 wurde gerade durch den inneren Kipphebelarm 18 entlastet und sowohl die Armfeder 39 als auch die Verriegelungsfeder 29 wurden im Vergleich zum Zustand, der in Fig. 1 gezeigt ist, weiter zusammengedrückt bzw. komprimiert. Daher wurde in Fig. 2 das Verriegelungsglied 28 leicht nach rechts bewegt und ist vorbelastet bzw. vorbeaufschlagt bezüglich Kompression durch die Armfeder 39 und die Verriegelungsfeder 29 gezeigt, um sich völlig nach rechts zu bewegen, um den inneren Kipphebelarm 18 vom äußeren Kipphebelarm 22 außer Eingriff zu bringen bzw. zu lösen, wenn das Verriegelungsglied 28 vollständig entlastet ist.
Nun Bezug nehmend auf Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des Ventilsteuersystems 1 der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei sich die Kipphebelarmanordnung 14 im inaktiven Modus befindet. Der Betätigungsarm 17 ist völlig ausgestreckt durch die Armfeder 39 gezeigt und hat das Verriegelungsglied 28 bewegt, was nun entlastet ist, und zwar völlig nach rechts, um dadurch die Verbindung zwischen dem inneren Kipphebelarm 18 und dem äußeren Kipphebelarm 22 zu lösen. Die Kipphebelarmanordnung 14 ist im inaktiven Modus, in dem das Motortellerventil 6 sich nicht ansprechend auf die Nockenkeule bzw. Nockenoberfläche 20 bewegt. Die Verriegelungsfeder 29 ist durch den Betätigungsarm 17 zusammengedrückt, da die Vorlast und die Konstante der Armfeder 39 höher ist als die Vorlast und die Konstante der Verriegelungsfeder 29.
Es wird nun auf die Fig. 5, 6 und 7 Bezug genommen, um ein besseres Verständnis des Betriebs der Kipphebelarmanordnung 14 vorzusehen. Die in Fig. 5 gezeigte perspektivische Ansicht der Kipphebelarmanordnung 14 stellt den inneren Kipphebelarm 18 umgeben vom äußeren Arm 22 dar, wobei der innere Kipphebelarm 18 den Verbindungsstift 11 kontaktiert und auf diesem verschwenkt (siehe Fig. 1), während der äußere Kipphebelarm 22, wenn er mit dem inneren Kipphebelarm 18 durch das Verriegelungsglied 28 verbunden ist, das Motortellerventil 5 kontaktiert und betätigt, wenn das Verriegelungsglied 28 sich in der aktiven Position befindet. Der Nockenrollenfolger 24 dreht sich auf dem Rollenstift 25, der auf dem inneren Kipphebelarm 18 getragen ist. Das Verriegelungsglied 28, das nur teilweise gezeigt ist, ist in die aktive Position durch die Verriegelungsfeder 29 beaufschlagt, in der die Kontaktplatte 41 den inneren Kipphebelarm an der Kontaktoberfläche 18A kontaktiert, und es wird durch den äußeren Kipphebelarm 22 getragen, wenn sich die Kipphebelarmanordnung im aktiven Modus befindet.
Der Verbindungsstift 11 (siehe Fig. 1) hält die inneren und äußeren Kipphebelarme 18 und 22 und das Verriegelungsglied 28 in der richtigen Orientierung, während er eine relative Drehung zwischen den inneren und äußeren Kipphebelarmen 18 und 22 und eine axiale Bewegung des Verriegelungsglieds 28 erlaubt, und zwar aufgrund der langgestreckten bzw. länglichen Verbindungsstiftöffnung 21, die an beiden Seiten des Verriegelungsglieds 28 ausgebildet ist. Der Verbindungsstift 11 erstreckt sich durch das Verriegelungsglied 28 und den äußeren Kipphebelarm 22, während der innere Kipphebelarm 18 über dem Verbindungsstift 11 verschwenkt, und er hält die drei Elemente in der richtigen bzw. geeigneten Orientierung, während er auf der Spieleinstellung 5 schwenkt.
Das Verriegelungsglied 28 besitzt eine Kontaktplatte 41, deren Position bestimmt, wann sich die Kipphebelarmanordnung 14 in einem aktiven oder inaktiven Modus befindet. Wenn das Verriegelungsglied 28 in Richtung auf den inneren Kipphebelarm 18 bewegt wird, befindet sich die Kipphebelarmanordnung 14 im aktiven Modus und das Verriegelungsglied 28 sieht eine mechanische Verbindung zwischen den inneren und äußeren Kipphebelarmen 18 und 22 vor, um das Motortellerventil 6 ansprechend auf die Nockenwelle 4 zu öffnen, die auf den Rollenfolger 24 wirkt. Wenn das Verriegelungsglied 28 weg vom inneren Kipphebelarm 18 bewegt wird, wird die Kipphebelarmanordnung 14 in einen inaktiven Modus plaziert, indem der innere Arm 18 nicht mit dem äußeren Arm 22 verbunden ist und das Motortellerventil 6 geschlossen ist. Da die Kontaktplatte 41 als Teil des Verriegelungsglieds 28 in Richtung auf den inneren Kipphebelarm 18 bewegt wird, nimmt die Kontaktplatte 41 eine Kante des inneren Kipphebelarms 18 an der Kontaktoberfläche 18A auf und verbindet dadurch die inneren und äußeren Kipphebelarme 18 und 22 miteinander, wodurch bewirkt wird, daß sich das Motortellerventil 6 ansprechend auf die Nockenkeule 20 öffnet und schließt. Wenn die Kontaktplatte 41 weg vom inneren Kipphebelarm 18 bewegt wird, kontaktiert der innere Kipphebelarm 18 nicht mehr länger die Kontaktplatte 41 und der innere Kipphebelarm 18 bewegt sich ansprechend auf die Nockenwelle 4, jedoch wird deren Bewegung nicht auf den äußeren Kipphebelarm 22 oder das Motortellerventil 6 übertragen. Wenn sich die Kipphebelarmanordnung im inaktiven Modus befindet, schwenkt der innere Kipphebelarm 18 über den Verbindungsstift 11 am Kolben 30 und drückt die Vorspannfeder 26 zusammen, die an einem Ende durch den inneren Kipphebelarm 18 getragen ist und an einem zweiten Ende durch den äußeren Kipphebelarm 22. Somit wirkt die Vorspannfeder 26 zur Beibehaltung des Kontakts zwischen dem Nockenrollenfolger 24 und der Nockenkeule 20 und zum Vorsehen der geeigneten Kompressionslast auf die Spieleinstellung 5. Die anfängliche Vorlast/Position auf bzw. der Vorspannfeder 26 kann mittels der Vorlasteinstellung 31 geändert werden.
Fig. 6 ist eine Gesamtansicht der Kipphebelarmanordnung 14 der vorliegenden Erfindung. Der Verbindungsstift 11 erstreckt sich durch den äußeren Kipphebelarm 22, was eine Drehunterstützung auf dem Kolben 30 vorsieht. Das Verriegelungsglied 28 koppelt den inneren Kipphebelarm 18 an den äußeren Kipphebelarm 22 an der Kontaktplatte 41 und der Kontaktoberfläche 18A, die Teil des inneren Kipphebelarms 18 ist. Die Verriegelungsfeder 29 wirkt zum Vorspannen des Verriegelungsglieds 28 nach links, um zu bewirken, daß das Verriegelungsglied 28 in Eingriff mit der Kontaktoberfläche 18A steht und normalerweise die Kipphebelarmanordnung in den inaktiven Modus verschiebt.
Nun Bezug nehmend auf Fig. 7 ist eine Ansicht bzw. Gesamtansicht der Kipphebelarmanordnung 14 der Fig. 6 gezeigt. Der Verbindungsstift 11 (siehe Fig. 5) geht durch die Verbindungsstiftöffnung 21 hindurch, die sich durch das Verriegelungsglied 28 und den äußeren Kipphebelarm 22 hindurch erstreckt und der innere Kipphebelarm 18 verschwenkt darauf. Die Öffnung 21 ist im Verriegelungsglied 28 langgestreckt bzw. länglich im Vergleich zum äußeren Kipphebelarm 22, um eine axiale Bewegung zu erlauben, wenn die Kipphebelarmanordnung 14 vom aktiven zum inaktiven Modus geschaltet bzw. verschoben wird. Ein Gewinde 31A nimmt die Vorlast/Positionseinstellung 31 für die Einstellung der Vorlast/Position der Vorspannfeder 26 auf, die den Betrag des Freiraums zwischen dem inneren Kipphebelarm 18 und dem äußeren Kipphebelarm 22 an der Kontaktplatte 41 einstellt, wodurch der Betriebsfreiraum bzw. Betriebstodgang für jede einzelne Kipphebelarmanordnung 14 eingestellt bzw. gesetzt wird. Wenn die Kipphebelarmanordnung 14 außer Eingriff ist, nimmt die Feder den Todgang auf und hält den Rollenfolger 25 gegen die Nockenkeule 20. Wenn die Kipphebelarmanordnung 14 in Eingriff ist, hält die Ventilfeder den Folger 25 gegen die Nockenkeule. Veränderungen der Vorlast/Positionseinstellung 31 ändern die Tiefe des Kolbens 30 in der Spieleinstellung 5 und ändern den Freiraum zwischen den inneren und äußeren Kipphebelarmen 18, 22 an der Kontaktplatte 41.
Zusammen zeigen die Fig. 6 und 7 Drauf- und Seitenansichten der Kipphebelarmanordnung 14 der vorliegenden Erfindung. Der innere Kipphebelarm 18 ist im allgemeinen umgeben vom äußeren Kipphebelarm 22, wobei das Verriegelungsglied 28 bewegt ist, um zu bewirken, daß die Kontaktplatte 41 den inneren Kipphebelarm 18 für die Aktivierung des Motortellerventils 6 (aktiver Modus) kontaktiert, oder den inneren Kipphebelarm 18 nicht kontaktiert, um den inneren Kipphebelarm 18 vom äußeren Kipphebelarm 22 zu entkoppeln und das Motortellerventil 6 zu deaktivieren (inaktiver Modus). Die Verriegelungsfeder 29 kontaktiert den inneren Kipphebelarm 18 und das Verriegelungsglied 28 und sieht eine Federvorspannung vor, um das Verriegelungsglied 28 nach links zu zwingen, und insbesondere die Kontaktplatte 41 in Richtung auf den inneren Kipphebelarm 18. Daher ist das Verriegelungsglied 28 in Richtung auf den aktiven Modus federvorgespannt.
Fig. 8 ist eine Ansicht des inneren Kipphebelarms 18 der vorliegenden Erfindung. Der innere Kipphebelarm 18 besteht aus zwei Seitenwänden 53 und 54 und einem Gewebe- bzw. Stegteil 52, der die Seitenwände 53 und 54 miteinander verbindet. Der untere Federträger 43 ist am Stegteil 52 angebracht und als Teil desselben ausgebildet.
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht des inneren Kipphebelarms 18 der Fig. 7 entlang der Linie 9-9. Der Stegteil 52 des inneren Kipphebelarms 18 ist mit einem Ölabfluß 49 gezeigt, der an einer Stelle ausgebildet ist, die mit dem Gebiet zusammenfällt, an dem der innere Kipphebelarm 18 den Verbindungsstift 11 kontaktiert und auf diesem schwenkt, und zwar auf einem Sattelteil 50 (siehe Fig. 1). Eine Stiftöffnung 55 ist sowohl in der Seitenwand 53 als auch in der Seitenwand 54 ausgebildet, um eine Unterstützung für den Rollenstift 25 vorzusehen. Ein Ende des Teils 58 bildet die Kontaktoberfläche 18A, die die Kontaktplatte 41 (siehe Fig. 2) kontaktiert, wenn sich die Kipphebelarmanordnung 14 im aktiven Modus befindet. Im aktiven Modus ist die Betätigungsanordnung 16 nicht angeregt bzw. erregt, oder die Betätigungsanordnung 16 wurde durch die Steuereinheit 51 erregt und das Verriegelungsglied verbleibt unter Last, wodurch eine Bewegung verhindert wird, und die Verriegelungsfeder 29 spannt das Verriegelungsglied 28 in einen Eingriff vor.
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht des inneren Kipphebelarms 18 der Fig. 7 entlang der Linie 10-10. Der Stegteil 52 erstreckt sich zur Ausbildung des unteren Federträgers 43, auf welchem die Vorspannfeder 26 aufsitzt. Ebenso kontaktiert die Vorlasteinstellung 31 die Seite des unteren Federträgers 43, und zwar gegenüberliegend zu der der Vorspannfeder 26, um eine Einstellung der relativen Länge zwischen dem inneren Kipphebelarm 18 und dem äußeren Kipphebelarm 22 vorzusehen, und zwar mit der Vorspannfeder 26 dazwischen montiert, wodurch der Positionsanschlag bzw. Positionsstoff auf der Vor spannfeder 26 und die Tiefe des Kolbens 30 im Hauptkörper 32 der Spieleinstellung 5 geändert wird.
Nun Bezug nehmend auf die Fig. 11-13 sind verschiedene Ansichten des äußeren Kipphebelarms 22 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Fig. 11 ist eine Seitenansicht des äußeren Kipphebelarms 22, wobei die Verbindungsstiftöffnung 61 in beiden Seitenwänden 67 und 68 zum Vorsehen der Unterstützung für den Verbindungsstift 33 ausgebildet ist. Am ersten Ende 22A des äußeren Kipphebelarms 22 ist ein oberer Federträger 57 ausgebildet, der zusammen mit dem unteren Federträger 53, der im inneren Kipphebelarm 18 gefunden wird, eine sichere Montierungsanordnung für die Vorspannfeder 26 vorsieht. Somit liefert die Vorspannfeder 26 eine Trennkraft zwischen den inneren und äußeren Kipphebelarmen 18 und 22 und zwingt den Rollenfolger 24 in Kontakt mit der Nockenkeule 20 und legt eine Last an den Kolben 30 der Spieleinstellung 5 an. Ein Ventilkontaktfleck 59 ist am zweiten Ende 228 des äußeren Kipphebelarms 22 vorgesehen, um die Oberseite des Ventilschafts des Motortellerventils 6 an der Ventileingriffsoberfläche 22C vorzusehen.
Fig. 12 ist eine Draufsicht des äußeren Kipphebelarms 22 der Fig. 10, die deutlicher die Seitenwände 67 und 68 und die beiden Verbindungsstiftöffnungen 61A und 61B zeigt, die zusammen einen Teil der Verbindungsstiftöffnung 21 bilden. Fig. 13 ist eine Ansicht von hinten des Kipphebelarms 22 der Fig. 11, die deutlicher die Ventileingriffsoberfläche 22C zeigt, die das Ende des Motortellerventils 6 kontaktiert, wodurch die Bewegung übertragen wird, die von der Nockenwelle 4 und dem inneren Kipphebelarm 18 an das Motortellerventil 6 geliefert wird, wenn sich die Kipphebelarmanordnung 14 in einem aktiven Modus befindet. Sie stellt ebenso die Seitenwand 68 dar, die zum Vorsehen eines Trageteils 69 für die Vorlasteinstellung 31 ausgebildet ist (siehe Fig. 5 und 13).
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht des Verbindungsstifts 11, die den Schwenkabschnitt 71 zeigt, wo der Verbindungsstift 11 den Kolben 30 kontaktiert und auf diesem schwenkt. Fig. 15 ist eine Ansicht von hinten des Verbin dungsstifts 11, die die halbkreisförmige Form zeigt, die dem Sattelteil 50 des inneren Kipphebelarms 18 erlaubt, auf der Trageoberfläche 73 des Verbindungsstifts 11 zu schwenken.
Nun Bezug nehmend auf Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Betätigungsanordnung 16' wird gegen einen Zweiarmkniehebel 74 betrieben, wobei der Kolben 45' gegen den ersten Arm 72 des Kniehebels 74 drückt, der auf dem Stift 76 schwenkt, und der zweite Arm 70 den Kontaktfleck 48' des Verriegelungsglieds 28' der Kipphebelarmanordnung 14' kontaktiert. Die Verriegelungsfeder 29 wird zwischen dem Kontaktfleck 48' des Verriegelungsglieds 28' und dem äußeren Kipphebelarm 22 zusammengedrückt.
Die Betätigungsanordnung 16' weist einen Elektromagneten mit einem Gehäuse 15' und einer Spule 23' auf, die elektrisch durch die Steuereinheit 51 erregt wird, um ein elektromagnetisches Feld im Stator 27' zu erzeugen, der magnetisch den Anker 35' anzieht, wodurch die Betätigungsfeder 44' gegen die Halterung 47' zusammengedrückt wird, die am Kolben 45' angebracht ist. Der Kolben 45' ist gleitbar mit dem Anker 35' verbunden. Bei Erregung der Spule 23' wird der Kolben 45' nach unten gegen den ersten Arm 72 gezwungen, der sich bewegt und weiter die Rückführfeder 78 zusammendrückt, die durch die Kraft des Kniehebels 70 in Uhrzeigerrichtung vorbelastet ist, um einen Kontakt zwischen dem ersten Arm 72 und dem Kolben 45' beizubehalten.
Der zweite Arm 74 des Kniehebels 70 kontaktiert den Kontaktfleck 48' und wirkt, um das Verriegelungsglied 28' nach rechts zu zwingen, wenn die Betätigungsanordnung 16' erregt wird, um die Kipphebelarmanordnung 14' in einen inaktiven Modus zu verschieben bzw. zu schalten.
Nun Bezug nehmend auf Fig. 17 ist eine Teilansicht von unten der Elektromagnetbetätigungsanordnung 15' der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Kniehebel 70 ist drehbar auf einem Stift 76 getragen, der mit dem Gehäuse 15' der Elektromagnetbetätigungsanordnung 15' in Eingriff steht. Die Betätigungsfe der 44' drückt gegen den Kolben 45' und folglich gegen den Kniehebel 70. Die Rückführfeder 78 ist nicht gezeigt. Obwohl das Elektromagnetgehäuse 15' im Querschnitt kreisförmig gezeigt ist, kann jegliche Form verwendet werden, wie sie in der Technik für Elektromagnete bekannt ist.
Während die Erfindung mit einigem Detail in den Zeichnungen und der vorangegangenen Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, seien dieselben als illustrativ angesehen und nicht mit einschränkendem Charakter, wobei klar ist, daß nur bevorzugte Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben wurden, und das alle Änderungen und Modifikationen als vom Umfang der Erfindung erfaßt betrachtet werden sollen, so wie sie durch die folgenden Ansprüche eingeschränkt ist.

Claims

1, Ventilsteuersystem (1) für eine Verbrennungsmaschine mit einem Zylinderkopf (10), einem Maschinenkopfventil (6) und einer Nockenwelle (4) mit einer darauf ausgebildeten Nockenfläche bzw. Nockenlauffläche (20), wobei folgendes vorgesehen ist:

eine Spieleinstellvorrichtung (5) angebracht am Zylinderkopf (10) mit einem Kolben (30);

einen Verbindungsstift (11) geeignet zum Schwenken auf dem Kolben (30);

einen äußeren Kipparm bzw. Kipphebelarm (22) nicht drehbar gelagert auf dem Verbindungsstift (11) und in Eingriff bringbar mit dem Maschinenkopfventil (6);

einen inneren Kipparm bzw. Kipphebelarm (18) mit einem Sattelteil (50) zur drehbaren Kontaktierung des Verbindungsstiftes (11) und geeignet zur Drehung relativ zu dem äußeren Kipparm (22), wobei der innere Kipparm (18) mit der Nockenfläche (20) in Eingriff steht;

eine Vorspannfeder (26), die den inneren Kipparm (18) und den äußeren Kipparm (22) kontaktiert, um den äußeren Kipparm (22) in Eingriff mit dem Kopfventil (6) und den inneren Kipparm (18) in Kontakt mit der Nockenfläche (20) zu drücken;

ein gleitbares Verriegelungsglied (28) zum selektiven Verbinden des inneren Kipparms (18) mit dem äußeren Kipparm (22) zur Drehung gemeinsam mit dem Verbindungsstift (11) um einen Schwenkpunkt ansprechend auf eine durch die Nockenfläche (20) an dem inneren Kipparm (18) angelegten Kraft und zum selektiven Lösen der Verbindung der inneren und äußeren Kipparme (18, 22) für unabhängige Drehung, wobei das Verriegelungsglied (28) sich von annähernd einem Ende des äußeren Kipparms (22) an dem Kopfventil (6) entlang des äußeren Kipparms (22) zu dem Verbindungsstift (11) erstreckt;

Betätigungsmittel (16) zum Anlegen einer Kraft und einer Versetzung; und

einen Betätigungsarm (17) schwenkbar an einem ersten Ende und das Verriegelungsglied (28) an einem zweiten Ende kontaktierend beim Anlegen einer Kraft erzeugt durch die Betätigungsmittel (16), wobei der Betätigungsarm (17) eine variable Länge besitzt und einen Federarm (39) aufweist, der darauf einwirkt, um den Betätigungsarm (17) in eine ausgefahrene Position vorzuspannen.

2. Ventilsteuersystem (1) nach Anspruch 1, wobei der Betätigungsarm (1/) ein Innengehäuse (40) und ein Außengehäuse (42) aufweist, wobei das Innengehäuse (40) gleitend mit dem Außengehäuse (42) in Eingriff steht und durch den Federarm (39) auseinander gedrückt wird.

3. Ventilsteuersystem (1) nach Anspruch 2, wobei der Federarm (39) innerhalb des Innengehäuses (40) und des Außengehäuses (42) angeordnet ist.

4. Ventilsteuersystem (1) nach Anspruch 1, wobei ferner eine Rückholfeder (43) auf den Betätigungsarm (17) einwirkt, um den Betätigungsarm (17) zu den Betätigungsmitteln (16) hin vorzuspannen.

5. Ventilsteuersystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Betätigungsmittel (16) ein mit einer Steuereinheit (51) verbundener Elektromagnet sind, wobei die Steuereinheit (51) einen elektrischen Strom an eine Spule (23) innerhalb des Elektromagneten liefert, um dadurch zu bewirken, daß ein Anker (35) magnetisch von einem Stator (27) angezogen wird, der durch die Spule (23) magnetisiert wird.

6. Ventilsteuersystem (1) nach Anspruch 5, wobei ferner eine Betätigungsfeder (44) zwischen dem Anker (35) und einem Kolben (45) innerhalb des Elektromagneten wirkt, wobei der Kolben (45) gleitbar mit dem Anker (35) an einem ersten Ende verbunden ist und den Betätigungsarm (17) an einem zweiten Ende kontaktiert, wo die Betätigungsfeder (44) den Anker (35) an einem ersten Ende kontaktiert und den Kolben (45) an einem zweiten Ende kontaktiert, wodurch die Betätigungsfeder (44) weiter dann zusammenge drückt wird, wenn der Anker (35) zu dem Stator (27) hin bewegt wird, und der Kolben (45) relativ stationär verbleibt.

7. Ventilsteuersystem (1) nach Anspruch 1, wobei ferner eine Verriegelungsfeder (29) vorgesehen ist mit einem ersten Ende in Kontakt mit dem Verriegelungsglied (28) und mit einem zweiten Ende in Kontakt mit dem äußeren Kipparm (22), wobei die Verriegelungsfeder (29) das Verriegelungsglied (28) in Richtung einer Position hin vorspannt, um den inneren Kipparm (18) mit dem äußeren Kipparm (22) drehbar zu verbinden.

8. Ventilsteuersystem (1') für eine Verbrennungsmaschine mit einem Zylinderkopf (10), einem Kopfventil (6) und einer Nockenwelle (4) mit einer Nockenfläche bzw. Nockenlauffläche (20) darauf ausgebildet, wobei das Steuersystem folgendes aufweist:

einen Verbindungsstift (11) geeignet zum Schwenken auf dem Kolben (30);

einen äußeren Kipparm bzw. Kipphebelarm (22), der nicht drehbar auf dem Verbindungsstift (11) gelagert ist und in Eingriff bringbar mit dem Motorkopfventil (6);

ein gleitbares Verriegelungsglied (28) zum selektiven Verbinden des inneren Kipparms (18) und des äußeren Kipparms (22) zur Drehung gemeinsam mit dem Verbindungs- bzw. Gelenkstift (11), um einen Schwenkpunkt ansprechend auf eine durch die Nockenfläche (20) an den inneren Kipparm (18) angelegten Kraft, und zum selektiven Lösen der Verbindung der inneren und äußeren Kipparme (18, 22) für eine unabhängige Drehung, wobei sich das Verriegelungsglied (28) von annähernd einem Ende des äußeren Kipparms (22) an dem Kopfventil (6) entlang des äußeren Kipparms (22) zu dem Verbindungsstift (11) hin erstreckt;

Betätigungsmittel (16') zum Anlegen einer Kraft und einer Versetzung; und

ein Kurbelhebel bzw. Kniehebel (70) mit einem ersten Arm (72) der die Betätigungsmittel (16) kontaktiert und mit einem zweiten Arm (74) der das Verriegelungsglied (28) kontaktiert, wobei der Kurbelhebel (70) zwischen dem ersten Arm (72) und dem zweiten Arm (74) verschwenkt wird.

9. Ventilsteuersystem (1') nach Anspruch 8, wobei der erste Arm (72) mit dem zweiten Arm (74) an einem Schwenkstift (76) verbunden ist.

10. Ventilsteuersystem (1') nach Anspruch 8, wobei ferner eine Rückholfeder (78) vorgesehen ist, die auf den ersten Arm (72) wirkt, um den ersten Arm (72) zu den Betätigungsmitteln (16') hin vorzuspannen.

11. Ventilsteuersystem (1') nach Anspruch 8, wobei die Betätigungsmittel (16') ein Elektromagnet sind.

12. Ventilsteuersystem (1') nach Anspruch 8, wobei die Betätigungsmittel (16') ein Elektromagnet sind elektrisch verbunden mit einer Steuereinheit (51), wobei diese Steuereinheit (51) ein elektrischer Strom an eine Spule (23') innerhalb des Elektromagneten liefert, um dadurch zu bewirken, daß ein Anker (35') magnetisch angezogen wird, und um diesen zu einem Stator (27') hin zu bewegen, wenn der Stator (27') durch die Spule (23') magnetisiert wird.

13. Ventilsteuersystem (1') nach Anspruch 12, wobei ferner ein Kolben (45') vorgesehen ist, der gleitend an dem Anker (35') befestigt ist und ferner mit einer Druckankerfeder (44') mit einem ersten Ende welches den Anker (35') kontaktiert und mit einem zweiten Ende welches den Kolben (45') kontaktiert.

14. Ventilsteuersystem (1') nach Anspruch 13, wobei der Kolben (45') den ersten Arm (72) des Kurbelhebels (74) kontaktiert, wobei die Steuereinheit (51) die Spule (23') erregt, um elektromagnetisch zu erwirken, daß der Stator (27') den Anker (35') anzieht und bewegt, wodurch die Ankerfeder (44') gegen den Kolben (45') zusammengedrückt wird, um den Kolben (45') und den ersten Arm (72) eine Kraft zu erteilen.

15. Ventilsteuersystem (1') nach Anspruch 8, wobei weiter folgendes vorgesehen ist: eine Verriegelungsfeder (29) mit einem ersten Ende, das das Verriegelungsglied (28) kontaktiert, und einem zweiten Ende, das den äußeren Kipparm (22) kontaktiert, wobei die Verriegelungsfeder (29) das Verriegelungsglied (28) in eine Position vorspannt, um den inneren Kipparm (18) mit dem äußern Kipparm (22) zu verbinden.