EP1415069A1 - Device for transforming a rotational movement into a backwards and forward movement - Google Patents

Device for transforming a rotational movement into a backwards and forward movement

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EP1415069A1
EP1415069A1 EP02707993A EP02707993A EP1415069A1 EP 1415069 A1 EP1415069 A1 EP 1415069A1 EP 02707993 A EP02707993 A EP 02707993A EP 02707993 A EP02707993 A EP 02707993A EP 1415069 A1 EP1415069 A1 EP 1415069A1
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EP
European Patent Office
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cam
bearing
cam element
carrier shaft
enclosing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02707993A
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German (de)
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Inventor
Stefan Battlogg
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP1415069A1 publication Critical patent/EP1415069A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/30Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of positively opened and closed valves, i.e. desmodromic valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/16Alternating-motion driven device with means during operation to adjust stroke
    • Y10T74/1625Stroke adjustable to zero and/or reversible in phasing
    • Y10T74/1683Cam and follower drive
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    • Y10T74/2101Cams
    • Y10T74/2107Follower

Definitions

  • the invention relates to a device for converting a rotary movement into a reciprocating movement, in particular cam control, valve train for internal combustion engines of motor vehicles or the like, with at least one cam element arranged on a driven carrier shaft and having an eccentric control surface and with a cam element displaceable by the cam element. or pivotable cam follower element, in particular a valve lifter or the like, the cam element being rotatably arranged in a flexible enclosing element which is movably connected to one end of the cam follower element in a plane perpendicular to the axis of rotation of the cam element.
  • a pressure of 2 to 5 bar is present in conventional cylinder heads, and at least 10 times the pressure should be able to be applied in order to push the enclosing element away from the circumference and to allow the medium to escape.
  • the values in this example refer to oil lubrication). Only partial lubricant films are created and mixed friction occurs, the coefficient of friction of which does not become less than 0.1.
  • the invention has now set itself the task of significantly improving the friction conditions in a device of the type mentioned, and this is achieved in that the flexible enclosing element, the eccentric control surface of the
  • a non-driven contact surface is primarily understood to mean a cylindrical contact surface fixed to the device, for example on a bearing element of the carrier shaft. In this way, depending on the shape of the cam, the contact surface between the
  • Cam element is also narrower than the enclosing element - at least on one side, preferably on both sides adjoins the cam element in particular a cylindrical end region of a bearing element - the friction-generating contact surface is also narrower than in the conventional designs.
  • the non-driven contact surface can, however, also be formed on a ring or the like, for example rotatably mounted on the bearing element, so that a minimal back and forth rotation of the contact surface is possible, which changes due to the slightly alternating changing geometric relationships between the connection point of Enclosing element sets with the cam element and the wandering control surface.
  • WO 98/26 161 A it is already known from WO 98/26 161 A to divide the control cam area into two components, namely the cam element and a bearing element, this is done there for reasons of easier manufacture and adjustment of the closed position stop, since no basic circle machining of a cam element is required is.
  • friction-reducing measures can be the arrangement of roller bearings between each bearing element and the carrier shaft and / or the cam element, and / or the arrangement of a rotatably mounted roller in the eccentric control surface of the cam element and / or the formation of feed channels for a friction-reducing medium, in particular lubricating oil, to the friction-generating contact surfaces.
  • the reduction in the friction-generating contact surfaces further reduces the amount of heat that is generated, the removal of which is facilitated if the standing base circle area is part of the camshaft bearing and can be connected directly to the housing, in particular the cylinder head, and reduces the need for lubricant.
  • the preferably cylindrical contact surface can furthermore also have a central flat point at which the enclosing element is slightly spaced, so that heat-related play compensation for the cam follower element is also provided in a simple manner.
  • the cam element is limited to the eccentric area, i.e. the usual base circle area is not or only partially formed.
  • the positive guidance of the cam follower element eliminates the usual massive return springs, which must have conventional valve drives, for example.
  • a small restoring force can be an advantage.
  • the restoring force can act on the bearing pin in that the bearing pin is acted on by an elastic element against the contact surface fixed to the device.
  • a leg spring or the like can be used to generate the restoring force, which is supported on the one hand on the bearing pin and on the other hand on the bearing element or the like.
  • the bearing pin has at least one exposed end area, and an elastically flexible band made of steel, rubber or the like is guided around the exposed end area and the bearing element.
  • the device according to the invention thus contains at least two closed belts or loops, namely the tensile enclosing element for the positive guidance of the cam follower element and the elastic band for resetting the cam follower element.
  • the enclosing element is also formed by an elastic band, which is preferably provided with an expansion limiter, and cooperates with a cam element which can be radially retracted and extended on the carrier shaft in order to change the size of the cam stroke.
  • a cam element which can be radially retracted and extended on the carrier shaft in order to change the size of the cam stroke.
  • the radial displaceability of the cam element being achievable by increasing control surfaces which are provided between the cam element and the driven carrier shaft if the carrier shaft is, for example, axially displaceable, or between the cam element and a control shaft are provided, which are rotatably arranged in the hollow cylindrical carrier shaft.
  • the cam element can also be positively guided, for example by a crank mechanism or the like.
  • FIG. 1 is an exploded view of the individual components of a first embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 2 is a side view
  • Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 2 and Fig. 4 is a longitudinal section through the first embodiment.
  • Fig. 5 shows a longitudinal section through a second embodiment of an inventive
  • Fig. 6 shows a section along the line VI-VI of Fig. 5
  • Fig. 7 enlarges the control cam area of Fig. 5 and
  • Fig. 8 is an oblique view of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a side view of a third embodiment of the device according to the invention.
  • Fig. 10 is a section along the line X-X of Fig. 9 and
  • FIG. 11 shows a longitudinal section through the third embodiment according to FIG. 9.
  • FIG. 17 shows an exploded view of the individual components of a fifth embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 18 shows a longitudinal section through the fifth embodiment
  • FIG. 20 shows a section along the line XX-XX of FIG. 18,
  • FIG. 21 shows a longitudinal section similar to FIG. 18, the cam element being rotated by 180 °,
  • Fig. 23 is a section along the line XXIII-XXIII of Fig. 22 and
  • Fig. 24 is a schematic oblique view of the device.
  • 25 is an exploded view of the individual components of a sixth embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 26 shows a longitudinal section through the sixth embodiment, the cam follower resting on the contact surface
  • FIG. 27 enlarges the connection area between the enclosing element and the cam follower
  • FIG. 29 shows a longitudinal section similar to FIG. 26, with the cam follower element being rotated through 180 °
  • FIG. 30 shows a section along the line XXX-XXX of FIG. 29
  • FIG. 31 shows a side view of the sixth embodiment.
  • FIG. 32 and 33 are longitudinal sections through a seventh embodiment of the device according to the invention, the cam follower in each case abutting the contact surface, FIG. 34 oblique views of the carrier shaft and the cam element in three different positions and
  • 39 and 40 are schematic end views of a cam element positively guided by means of a crank mechanism in two different positions.
  • the eccentric control surface 4 reciprocates a cam follower element 9, which is held against it, in accordance with its guidance or mounting.
  • the preferred application of the device is shown in all exemplary embodiments, namely as valve control of internal combustion engines. However, the use of such devices can also be used, for example, in cam controls of machine tools, in special gearboxes or the like, the cam follower element 9 shown in FIGS Embodiments forms a valve lifter, the application is designed accordingly.
  • a central hub-like area 16 of the cam element 5 is rotatably supported on one or both sides on or in a bearing element 10, on which an annular or sleeve-shaped end area 11 is formed with a particularly cylindrical outer surface.
  • the hinge axis runs parallel to the axis of rotation 8 of the carrier shaft 1.
  • the rotation of the cam element 5 leads to an oscillating movement of the enclosing element 6, which, however, due to its connection with the cam follower element 9, cannot twist, but is continuously lifted all around from the outer surface of the end region 11 becomes.
  • the cam follower element 9 is transferred from a contact surface 3, in which the cam follower element 9 has the shortest distance to the axis of rotation 8, and which forms part of the outer surface of the end region 11, into a position at a maximum distance from the axis of rotation 8 when the maximum of the eccentric Control surface 4 of the cam element 5 is effective, and retracted into the basic position during further rotation.
  • the closed position is the basic position and the maximum removed position is the open position of the valve plate 13.
  • bearing elements 10 are only shown schematically as a piece of cladding tube with end rings, which are fixed, for example, in holders fixed to the housing, or — as FIG. 8 shows — with corresponding ones
  • the cam element 5 has an eccentric
  • Control surface 4 bearing cam region the axial extent of which is shorter around the two annular end regions 11 of the bearing elements 10 than its central region 16 fixed on the carrier shaft.
  • the enclosing element 6 has approximately one
  • Width that corresponds to the axial extent of the central cam region 16, so that the enclosing element 6 surrounds part of the cylindrical peripheral surface of the two end regions 11 and the eccentric control surface 4 of the cam element 5. Since only the eccentric control surface 4 has to slide on the inner surface of the enclosing element 6, the friction-generating contact surface is smaller than half the inner surface of the enclosing element 6. As mentioned, this is connected in an articulated manner via its holder 12 to the cam follower element 9, so that between the enclosing element 6 and the cylindrical outer surface serving as contact surface 3 of the two end regions 11, which are fixed to the housing as parts of the bearing elements 10 there is no friction.
  • the division into contact surfaces with friction and those without friction can be seen particularly well from FIG. 3, in which the cam element 5 is cut with the eccentric control surface 4, whereas the axially offset end region 11 can be seen in plan view.
  • the carrier shaft 1 is formed by a bundle of support rods 2, so that a simple positive connection between the carrier shaft 1 and the cam element 5 is given.
  • the carrier shaft 1 is driven by a drive wheel, not shown, which, like the cam element 5, has a corresponding bore pattern in the center.
  • the cam element 5 has a lateral annular groove in which the end region 11 of a bearing element 10 engages.
  • a roller bearing 15, for example a needle bearing or the like, is inserted between the core region 16, as shown in FIG. 7 on an enlarged scale. Due to the interlocking of the end region 11 and the cam element 10, the entire width of the enclosing element 6 lies against the contact surface 3 of the end region 11 and surrounds the eccentric control region 4 of the cam element 5.
  • the contact surface 3 has a central flattening 17, so that a play compensation, for example in the case of heat-related changes in length of the cam follower element 9, is possible.
  • 8 shows the embodiment from the side facing away from the bearing element 10.
  • FIG. 12 to 16 show an embodiment in which two cam elements 5 are formed with a common central region 16, each cam element 5 having a radial recess 20 and forming a complete ring 22 in this region.
  • the central region 16 of the cam elements 5 is connected in a rotationally fixed manner to the carrier shaft 1 and the two rings 22, which each hold a roller bearing 15, are rotatably mounted on the two tubular bearing elements 10.
  • an annular gap 23 remains between the carrier shaft 1 and the bearing elements 10, so that production inaccuracies of the carrier shaft 1 do not require any reworking.
  • the recess 20 leaves a space for a guide sleeve 81 drawn up to the holder 12 between the closure element 6 and the cam follower element 9, which is limited to two diametrically opposed webs 83 of the cylinder head 80 and whose width corresponds to the recess 20.
  • the two parts of the rotating cam element 5 rotate past the raised guide sleeve 81 for the cam follower element 9 on both sides.
  • the encircling element 6 is provided with a central cutout, which corresponds to the recess 20 or, as shown in FIG. 12, is formed from two loops which are held together by the holder 12 or the bearing pin 62 of the plunger head 61.
  • the cam element 5 can have an edge shoulder in order to prevent the enclosing element 6 from slipping off.
  • the bearing elements 10 are fixed by means of hold-down devices 84 on upstanding webs of the cylinder head 80.
  • a common cam element 5 is assigned to two cam follower elements 9.
  • the cam element 5 shown in an oblique view in FIG. 17 therefore has a ring 22 at each end and a central region 16 with a five-sided opening.
  • the cam element 5 is arranged in a torsion-proof manner on a five-sided carrier shaft 1, the bearing of which is carried out via the bearing elements 10 and via rings which are fixed or loosely arranged at their end regions 11, on which the two rings 22 of the cam element 5 are rotatably supported, in each case by means of a roller bearing 15 ,
  • the enclosing element 6 has no cutouts and has a plug opening in the holder 12 formed in a sleeve 19, into which a bearing pin 62 is inserted, which protrudes on both sides, and is connected to a plunger head 61 at each end.
  • the guide 81 for each cam follower 9 is pulled up to the bearing sleeve 10.
  • FIGS. 21 and 23 showing the position in which the valve plate 13 is most open from the valve seat.
  • the carrier shaft 1 has a central feed channel and radial outlet openings 25 which merge into bores 26 of the cam element 5.
  • the bores 26 open into the contact area with the enclosing element 6 on the circumference of the cam element 5 and in the region of the roller bearings 15 (FIG. 22).
  • a further bore 27 extends through the holder 12 to a bore 28 in the sleeve 19, in which the bearing pin 32 having a circumferential groove 29 is arranged.
  • the bearing pin 62 is provided with an axial channel 30 which is connected to the circumferential groove 29 by a bore, not shown.
  • the medium emerging from the channel 30 is distributed on the sliding surfaces of the guide sleeves 81 for the plunger head 62.
  • 25 to 31 show a sixth exemplary embodiment, in which two cam elements 5 are again provided in the central region 16 and are surrounded by a common enclosing element 6.
  • the central region 16 is provided with a non-circular bore 21 and arranged on the carrier shaft 1 in a rotationally fixed manner, the cross-sectional shape of which is composed of three more curved arches and three less curved arches, which alternate with one another.
  • the outermost cylindrical extensions are formed, the outer
  • bearing sleeves 10 Have bearing surfaces, and are internally supported in two sleeve-shaped bearing elements 10.
  • the bearing sleeves 10 are in two closed bearing rings 85 each
  • an extended bearing pin 62 is inserted, on which, similar to the embodiment according to FIG. 17, a tappet head 61 of a cam follower element 9 is rotatably mounted on both sides.
  • the ends 63 of the bearing pin 62 each protrude through a slot 82 in the bearing rings 85 and are urged against the bearing sleeves 10 in the above part by a band made of rubber, a clip made of spring steel or another elastic element 31.
  • the lateral slipping of the element 31 is prevented by a collar 64 (Fig. 27).
  • the elastic elements 31 are stretched by the cam element 5 during the downward movement of the cam follower elements 9, that is to say when the valves are opened, and generate a force that supports the return, which in some applications is not Can be an advantage.
  • Substantially stronger return springs engaging directly on the cam follower elements 9 are, after all, dispensed with by the positive guidance of the enclosing element 6.
  • other spring devices such as leg springs or the like, can also be provided.
  • the tappet head 61 has an undercut insertion groove for the tappet of the cam follower element 9. It can be inserted from the side and is thus rotatably mounted in the plunger head 61.
  • the carrier shaft 1 is arranged so as to be longitudinally displaceable in the bearing elements 10 and has a cutout 41 in each area in which a cam follower element 9 is to be actuated, which has a sloping surface 42 and lateral parallel flats is provided.
  • 34 and 36 clearly show that the cam element 5 which does not protrude over the circumference of the bearing element 10 in a lowest position when the carrier shaft 1 is moved to the left of the inclined surface 42 rising in a wedge shape and transferred to the maximum extended position shown in FIG. 34 below or FIG. 35.
  • a reversibly extendable enclosing element 6 has already been described in the aforementioned WO 01/12959 A, to which reference is made.
  • the enclosing element 6 is, for example, a seamless loop which is produced from threads or fibers in a textile rounding technique.
  • the encircling element preferably has threads made of a tensile-strength material that extend in the circumferential direction and that form an expansion limitation.
  • a fabric-like loop can be provided with a friction-reducing coating at least in the area of the inwardly protruding elevations, which are formed by the crossing threads.
  • the elastic enclosing element 6 can dispense with the elastic elements 31 shown in FIGS. 32 and 33, since it likewise exerts a restoring force on the bearing pin 62. Due to the elasticity of the encircling element 6, it can be advantageous if it contains stiffeners in the transverse direction, that is to say in the axial direction of the carrier shaft, for example in the form of reinforcing ribs 43 which have inserted or glued-in pins. The cross stiffeners prevent the pulling in of unsupported parts of the enclosing element 6 in the region of the cam element 5.
  • a rotatable control shaft 44 is arranged in the carrier shaft 1 for the radial movement of the cam element 5, on which an eccentric, spirally rising control surface 49 is formed.
  • the course of the adjustment of the cam element 5 can be seen from the comparison of the two FIGS. 37 and 38.
  • the cam element 5 In the extended position according to FIG. 37, the cam element 5 is held by the hook-like core area of the control shaft 34. If the control shaft 34 is rotated counterclockwise in the carrier shaft 31, the cam element 5 resting on the spiral control surface 49 migrates inside until the position without stroke according to FIG. 38 is reached.
  • the cam element 5 lies within the cylindrical outer surface of the bearing element 10 or the annular region 11 of the bearing element 10, so that the contracted enclosing element 6 lies all around on the annular region 11 and any friction is avoided, since the cam element 5 rotates without contact.
  • FIG. 39 and 40 show an embodiment in which the cam element 5 is forcibly extended and retracted.
  • a control shaft 44 in the interior of the carrier shaft 1 has a slot 45 in which a link 48 is rotatably mounted on a bearing pin 46.
  • the second end of the link 48 is arranged on a bearing journal 47, which is mounted in the interior of the cam element 5, the cam element 5 being approximately U-shaped and extending in a guide of the carrier shaft 1 or a guide sleeve arranged on the carrier shaft 1. and is arranged insertable.
  • the positive guidance thus represents a crank mechanism that can be rotated through an angle of approximately 120 °.
  • FIG. 39 shows a partial stroke and FIG. 40 shows the full stroke of the cam element 5.
  • the enclosing element 6 forms on both sides a rectilinear bridging of the transition area between the non-rotatable contact surface 3 and the eccentric control surface 4, which changes when the stroke changes.
  • 32 to 40 for the stroke adjustment of the cam element 5 can also be used if the contact surface 3 is provided on the driven carrier shaft 1 or on a part which rotates with the carrier shaft.

Abstract

A device for transforming a rotational movement into a backwards and forward movement, comprising a cam element (5) which is arranged on a driven carrier shaft (1) and provided with an eccentric control area (4), in addition to a cam follower (9) which can be displaced or pivoted by said cam element (5). The cam element (5) is rotationally mounted in a flexible encompassing element (6) which is movably connected to the cam follower (9) on a plane which is perpendicular to the axis of rotation (8) of the cam element (5). The flexible encompassing element (6) surrounds the eccentric control surface (4) of the cam element (5) and a non-driven bearing surface (3) for the cam follower (9).

Description

Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung Device for converting a rotary movement into a reciprocating movement
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung, insbesondere Nockensteuerung, Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen oder dergleichen, mit mindestens einem auf einer angetriebenen Trägerwelle angeordneten und eine exzentrische Steuerfläche aufweisenden Nockenelement und mit einem durch das Nockenelement verschieb- oder verschwenkbaren Nockenfolgeelement, insbesondere einem Ventilstößel oder dergleichen, wobei das Nockenelement drehbar in einem flexiblen Umschließungselement angeordnet ist, das in einer zur Drehachse des Nockenelementes senkrechten Ebene beweglich mit einem Ende des Nockenfolgeelements in Verbindung steht.The invention relates to a device for converting a rotary movement into a reciprocating movement, in particular cam control, valve train for internal combustion engines of motor vehicles or the like, with at least one cam element arranged on a driven carrier shaft and having an eccentric control surface and with a cam element displaceable by the cam element. or pivotable cam follower element, in particular a valve lifter or the like, the cam element being rotatably arranged in a flexible enclosing element which is movably connected to one end of the cam follower element in a plane perpendicular to the axis of rotation of the cam element.
Da übliche Ventile von Brennkraftmaschinen für die Schließung Rückstellfedern erfordern, die beträchtliche Kräfte aufbringen müssen, sind auch schon Zwangsführungen vorgeschlagen worden, die schwächere Rückstellfedern erfordern bzw. sie erübrigen. Eine besondere Ausführungsform einer derartigen Zwangsführung ist beispielsweise der DE 37 00 715 A zu entnehmen, in der das Nockenelement von einem flexiblen Umschließungselement lose anliegend umgeben ist, das mit dem Ventilbetätigungselement verbunden ist. Das Nockenelement läuft daher im Umschließungselement um. Verschiedene Weiterentwicklungen dieser Art von Zwangsführung sind in den WO 01/12958 A und WO 01/12959 A beschrieben. Bei Verwendung dieser Umschließungselemente tritt die Reibung zwischen der Umfangsfläche des Nockenelementes und der Innenfläche des Umschließungselementes auf, und es wurde daher auch vorgeschlagen, ein reibungsverminderndes Medium über radiale Kanäle im Nockenelement zwischen dessen Umfangsfläche und das Umschließungselement einzubringen.Since conventional valves of internal combustion engines require return springs for the closure, which have to exert considerable forces, positive guides have also been proposed which require weaker return springs or make them unnecessary. A special embodiment of such a positive guidance can be found, for example, in DE 37 00 715 A, in which the cam element is loosely surrounded by a flexible enclosing element which is connected to the valve actuating element. The cam element therefore runs around in the enclosing element. Various further developments of this type of positive guidance are described in WO 01/12958 A and WO 01/12959 A. When using these enclosing elements, the friction occurs between the circumferential surface of the cam element and the inside surface of the enclosing element, and it has therefore also been proposed to introduce a friction-reducing medium via radial channels in the cam element between the circumferential surface and the enclosing element.
Da das Umschließungselement vom hin- und hergehenden Nockenfolgeelement vor allem dann relativ hohen Zugkräften ausgesetzt ist, wenn die Abstoßbeschleunigung abgebremst wird, wird jener dem Verbindungsbereich gegenüberliegende Teil des Umschließungselementes fest auf den Umfang des Nockenelementes gepreßt. Umgekehrt wird der den Verbindungsbereich einschließende Teil des Umschließungselementes kurz vor der Rückkehr in die Ausgangsstellung entsprechend hohen Druckkräften ausgesetzt, da die Rückholbeschleunigung abgebremst wird, und auf den Umfang des Nockenelements gepreßt. In beiden Fällen werden in diesen Bereichen liegende Austrittsöffnungen durch das Umschließungselement dicht verschlossen, und für die Zuführung des Schmiermediums wäre ein sehr hoher Druck erforderlich. Beispielsweise ist in üblichen Zylinderköpfen ein Druck von 2 bis 5 bar vorhanden, und zumindest der 10-fache Druck müßte aufgebracht werden können, um das Umschließungselement vom Umfang wegzudrücken und das Medium austreten zu lassen. (Die Werte dieses Beispiels beziehen sich auf Olschmierungen). Es entstehen nur partielle Schmierstofffilme und es tritt eine Mischreibung auf, deren Reibungszahl nicht kleiner als 0,1 wird.Since the encircling element is particularly exposed to relatively high tensile forces from the reciprocating cam follower element when the repulsion acceleration is braked, that part of the encircling element opposite the connection area is pressed firmly onto the circumference of the cam element. Conversely, the part of the area enclosing the connection area Enclosing element shortly before returning to the starting position exposed to correspondingly high compressive forces, since the return acceleration is braked, and pressed onto the circumference of the cam element. In both cases, outlet openings lying in these areas are sealed by the enclosing element, and a very high pressure would be required to supply the lubricant. For example, a pressure of 2 to 5 bar is present in conventional cylinder heads, and at least 10 times the pressure should be able to be applied in order to push the enclosing element away from the circumference and to allow the medium to escape. (The values in this example refer to oil lubrication). Only partial lubricant films are created and mixed friction occurs, the coefficient of friction of which does not become less than 0.1.
Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Reibungsverhältnisse wesentlich zu verbessern, und erreicht dies dadurch, daß das flexible Umschließungselement die exzentrische Steuerfläche desThe invention has now set itself the task of significantly improving the friction conditions in a device of the type mentioned, and this is achieved in that the flexible enclosing element, the eccentric control surface of the
Nockenelementes und eine nicht angetriebene Anlagefläche für dasCam element and a non-driven contact surface for that
Nockenfolgeelement umgibt. Unter einer nicht angetriebenen Anlagefläche wird vor allem eine vorrichtungsfeste, zylindrische Anlagefläche, beispielsweise an einem Lagerelement der Trägerwelle verstanden. Auf diese Weise kann, je nach Nockenform, die einen wesentlichen Teil der Reibung erzeugende Berührungsfläche zwischen demSurrounds cam follower. A non-driven contact surface is primarily understood to mean a cylindrical contact surface fixed to the device, for example on a bearing element of the carrier shaft. In this way, depending on the shape of the cam, the contact surface between the
Nockenelement und dem Umschließungselement in der Länge um zumindest einCam element and the enclosing element in length by at least one
Drittel, bei üblichen Nockenformen sogar bis zu zwei Drittel reduziert werden. Da dasThird, with conventional cam shapes even up to two thirds can be reduced. Since that
Nockenelement zusätzlich auch schmäler als das Umschließungselement ist - zumindest einseitig, bevorzugt beidseitig schließt an das Nockenelement ein insbesondere zylindrischer Endbereich eines Lagerelementes an - ist die Reibung erzeugende Berührungsfläche auch schmäler als in den herkömmlichen Ausführungen.Cam element is also narrower than the enclosing element - at least on one side, preferably on both sides adjoins the cam element in particular a cylindrical end region of a bearing element - the friction-generating contact surface is also narrower than in the conventional designs.
Die nicht angetriebene Anlagefläche kann aber auch an einem, beispielsweise auf dem Lagerelement drehbar gelagerten Ring od. dgl. gebildet sein, sodaß eine minimale Hin- und Herdrehung der Anlagefläche möglich ist, die sich aufgrund der sich geringfügig alternierend ändernden geometrischen Verhältnisse zwischen der Verbindungsstelle von Umschließungselement mit dem Nockenelement und der wandernden Steuerfläche einstellt. Es ist zwar aus der WO 98/26 161 A schon bekannt, den Steuernockenbereich auf zwei Bauteile aufzuteilen, nämlich auf das Nockenelement und auf ein Lagerelement, doch erfolgt dies dort aus Gründen der leichteren Fertigung und Einstellung des Schließstellungsanschlags, da keine Grundkreisbearbeitung eines Nockenelementes erforderlich ist.The non-driven contact surface can, however, also be formed on a ring or the like, for example rotatably mounted on the bearing element, so that a minimal back and forth rotation of the contact surface is possible, which changes due to the slightly alternating changing geometric relationships between the connection point of Enclosing element sets with the cam element and the wandering control surface. Although it is already known from WO 98/26 161 A to divide the control cam area into two components, namely the cam element and a bearing element, this is done there for reasons of easier manufacture and adjustment of the closed position stop, since no basic circle machining of a cam element is required is.
Weitere reibungsvermindernde Maßnahmen können die Anordnung von Wälzlagern zwischen jedem Lagerelement und der Trägerwelle und/oder dem Nockenelement, und/oder die Anordnung einer drehbar gelagerten Rolle in der exzentrischen Steuerfläche des Nockenelementes und/oder die Ausbildung von Zuführkanälen für ein reibungsminderndes Medium, insbesondere Schmieröl, zu den Reibung erzeugenden Berührungsflächen umfassen.Further friction-reducing measures can be the arrangement of roller bearings between each bearing element and the carrier shaft and / or the cam element, and / or the arrangement of a rotatably mounted roller in the eccentric control surface of the cam element and / or the formation of feed channels for a friction-reducing medium, in particular lubricating oil, to the friction-generating contact surfaces.
In den oben erwähnten Fällen, in denen hohe Zug- oder Druckkräfte auftreten, werden diese durch die erfindungsgemäße Ausbildung direkt auf die Lagerelemente übertragen, sodaß die Gleit- oder Wälzlager zwischen den Lagerelementen und der Trägerwelle entlastet sind. Für die Entlastung der Lagerung des Nockenfolgeelementes ist in einer weiteren bevorzugten Ausführung vorgesehen, daß das mit dem Umschließungselement in Verbindung stehende Ende des Nockenfolgeelementes in einer vorrichtungsfesten Führung geführt ist.In the cases mentioned above, in which high tensile or compressive forces occur, these are transferred directly to the bearing elements by the design according to the invention, so that the sliding or rolling bearings between the bearing elements and the carrier shaft are relieved. In order to relieve the load on the bearing of the cam follower element, it is provided in a further preferred embodiment that the end of the cam follower element connected to the enclosing element is guided in a guide fixed to the device.
Die Verkleinerung der reibungserzeugenden Berührungsflächen verringert weiters die entstehende Wärmemenge, deren Abführung erleichtert wird, wenn der stehende Grundkreisbereich ein Teil des Nockenwellenlagers ist und direkt mit dem Gehäuse, insbesondere dem Zylinderkopf verbunden werden kann, und vermindert den Bedarf an Schmiermittel.The reduction in the friction-generating contact surfaces further reduces the amount of heat that is generated, the removal of which is facilitated if the standing base circle area is part of the camshaft bearing and can be connected directly to the housing, in particular the cylinder head, and reduces the need for lubricant.
Die bevorzugt zylindrische Anlagefläche kann weiters auch eine zentrale Flachstelle aufweisen, an der das Umschließungselement geringfügig beabstandet ist, sodaß auch ein wärmebedingter Spielausgleich für das Nockenfolgelement in einfacher Weise gegeben ist. Das Nockenelement ist auf den exzentrischen Bereich beschränkt, d.h. der übliche Grundkreisbereich ist nicht oder nur zum Teil ausgeformt.The preferably cylindrical contact surface can furthermore also have a central flat point at which the enclosing element is slightly spaced, so that heat-related play compensation for the cam follower element is also provided in a simple manner. The cam element is limited to the eccentric area, i.e. the usual base circle area is not or only partially formed.
Die Zwangsführung des Nockenfolgeelementes erübrigt die üblichen massiven Rückstellfedern, die beispielsweise herkömmliche Ventiltriebe aufweisen müssen. Dennoch kann eine kleine Rückstellkraft von Vorteil sein. In einer bevorzugten Ausführung, bei der das Nockenfolgeelement am Umschließungselement mittels eines Lagerstiftes angelenkt ist, kann die Rückstellkraft am Lagerstift angreifen, indem der Lagerstift durch ein elastisches Element gegen die vorrichtungsfeste Anlagefläche beaufschlagt ist. Für die Erzeugung der Rückstellkraft kann beispielsweise eine Schenkelfeder od. dgl. eingesetzt werden, die sich einerseits am Lagerstift und andererseits am Lagerelement od. dgl. abstützt. Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, daß der Lagerstift zumindest einen freiliegenden Endbereich aufweist, und ein elastisch nachgiebiges Band aus Stahl, Gummi od. dgl. um den freiliegenden Endbereich und das Lagerelement geführt ist.The positive guidance of the cam follower element eliminates the usual massive return springs, which must have conventional valve drives, for example. However, a small restoring force can be an advantage. In a preferred embodiment, in which the cam follower element is articulated on the enclosing element by means of a bearing pin, the restoring force can act on the bearing pin in that the bearing pin is acted on by an elastic element against the contact surface fixed to the device. For example, a leg spring or the like can be used to generate the restoring force, which is supported on the one hand on the bearing pin and on the other hand on the bearing element or the like. A preferred embodiment provides that the bearing pin has at least one exposed end area, and an elastically flexible band made of steel, rubber or the like is guided around the exposed end area and the bearing element.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält somit zumindest zwei geschlossene Bänder oder Schlaufen, nämlich das zugfeste Umschließungselement für die Zwangsführung des Nockenfolgeelementes und das elastische Band für die Rückstellung des Nockenfolgeelementes.The device according to the invention thus contains at least two closed belts or loops, namely the tensile enclosing element for the positive guidance of the cam follower element and the elastic band for resetting the cam follower element.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird auch das Umschließungselement durch ein elastisches Band gebildet, das bevorzugt mit Dehnungsbegrenzung versehen ist, und mit einem auf der Trägerwelle radial ein- und ausfahrbaren Nockenelement zusammenwirkt, um die Größe des Nockenhubs zu ändern. Im Falle von Ventiltrieben werden derartige Einrichtungen als variable Ventilsteuerungen bezeichnet, wobei die radiale Verschiebbarkeit des Nockenelementes durch ansteigende Steuerflächen erzielbar ist, die zwischen dem Nockenelement und der angetriebenen Trägerwelle vorgesehen sind, wenn die Trägerwelle beispielsweise axial verschiebbar ist, oder zwischen dem Nockenelement und einer Steuerwelle vorgesehen sind, die in der hohlzylindrischen Trägerwelle verdrehbar angeordnet sind. Das Nockenelement kann in einer weiteren Ausführung auch zwangsgeführt sein, beispielsweise durch einen Kurbeltrieb od. dgl.In a further preferred embodiment, the enclosing element is also formed by an elastic band, which is preferably provided with an expansion limiter, and cooperates with a cam element which can be radially retracted and extended on the carrier shaft in order to change the size of the cam stroke. In the case of valve drives, such devices are referred to as variable valve controls, the radial displaceability of the cam element being achievable by increasing control surfaces which are provided between the cam element and the driven carrier shaft if the carrier shaft is, for example, axially displaceable, or between the cam element and a control shaft are provided, which are rotatably arranged in the hollow cylindrical carrier shaft. In a further embodiment, the cam element can also be positively guided, for example by a crank mechanism or the like.
Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figur der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.The invention will now be described in more detail with reference to the figure of the accompanying drawings.
Es zeigen: Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der einzelnen Bestandteile einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine Seitenansicht,Show it: 1 is an exploded view of the individual components of a first embodiment of a device according to the invention, FIG. 2 is a side view,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie lll-lll der Fig. 2 und Fig. 4 einen Längsschnitt durch die erste Ausführung.Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 2 and Fig. 4 is a longitudinal section through the first embodiment.
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßenFig. 5 shows a longitudinal section through a second embodiment of an inventive
Vorrichtung,Contraption,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl der Fig. 5, Fig. 7 vergrößert den Steuernockenbereich der Fig. 5 undFig. 6 shows a section along the line VI-VI of Fig. 5, Fig. 7 enlarges the control cam area of Fig. 5 and
Fig. 8 eine Schrägansicht der zweiten Ausführung.Fig. 8 is an oblique view of the second embodiment.
Fig. 9 eine Seitenansicht einer dritten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,9 is a side view of a third embodiment of the device according to the invention,
Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9 undFig. 10 is a section along the line X-X of Fig. 9 and
Fig. 11 einen Längsschnitt durch die dritte Ausführung nach Fig. 9.11 shows a longitudinal section through the third embodiment according to FIG. 9.
Fig. 12 eine Explosionsdarstellung der einzelnen Bestandteile einer vierten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,12 is an exploded view of the individual components of a fourth embodiment of the device according to the invention,
Fig. 13 einen Längsschnitt durch die vierte Ausführung,13 shows a longitudinal section through the fourth embodiment,
Fig. 14 und Fig. 16 jeweils vergrößert den Verbindungsbereich zwischen dem Umschließungselement und dem Nockenfolgeelement und14 and 16 each enlarge the connection area between the enclosing element and the cam follower element and
Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie XV-XV der Fig. 13.15 is a section along the line XV-XV of FIG. 13th
Fig. 17 eine Explosionsdarstellung der einzelnen Bestandteile einer fünften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 18 einen Längsschnitt durch die fünfte Ausführung, wobei das17 shows an exploded view of the individual components of a fifth embodiment of the device according to the invention, FIG. 18 shows a longitudinal section through the fifth embodiment, the
Nockenfolgeelement an der Anlagefläche anliegt,Cam follower abuts the contact surface,
Fig. 19 vergrößert den Verbindungsbereich zwischen dem Umschließungselement und dem Nachfolgeelement,19 enlarges the connection area between the enclosing element and the successor element,
Fig. 20 einen Schnitt nach der Linie XX-XX der Fig. 18, Fig. 21 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 18, wobei das Nockenelement um 180° verdreht ist,20 shows a section along the line XX-XX of FIG. 18, FIG. 21 shows a longitudinal section similar to FIG. 18, the cam element being rotated by 180 °,
Fig. 22 vergrößert den Lagerbereich des Nockenelementes aus Fig. 21 ,22 enlarges the bearing area of the cam element from FIG. 21,
Fig. 23 einen Schnitt nach der Linie XXIII-XXIII der Fig. 22 undFig. 23 is a section along the line XXIII-XXIII of Fig. 22 and
Fig. 24 eine schematische Schrägansicht der Vorrichtung. Fig. 25 eine Explosionsdarstellung der einzelnen Bestandteile einer sechsten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 24 is a schematic oblique view of the device. 25 is an exploded view of the individual components of a sixth embodiment of the device according to the invention,
Fig. 26 einen Längsschnitt durch die sechste Ausführung, wobei das Nockenfolgeelement an der Anlagefläche anliegt, Fig. 27 vergrößert den Verbindungsbereich zwischen dem Umschließungselement und dem Nockenfolgeelement,26 shows a longitudinal section through the sixth embodiment, the cam follower resting on the contact surface, FIG. 27 enlarges the connection area between the enclosing element and the cam follower,
Fig. 28 einen Schnitt nach der Linie XXVIII-XXVIII der Fig. 26,28 shows a section along the line XXVIII-XXVIII of FIG. 26,
Fig. 29 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 26, wobei das Nockenfolgeelement um 180° verdreht ist, Fig. 30 einen Schnitt nach der Linie XXX-XXX der Fig. 29 und Fig. 31 eine Seitenansicht der sechsten Ausführung.29 shows a longitudinal section similar to FIG. 26, with the cam follower element being rotated through 180 °, FIG. 30 shows a section along the line XXX-XXX of FIG. 29 and FIG. 31 shows a side view of the sixth embodiment.
Fig. 32 und 33 Längsschnitte durch eine siebte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei jeweils das Nockenfolgeelement an der Anlagefläche anliegt, Fig. 34 Schrägansichten der Trägerwelle und des Nockenelementes in drei verschiedenen Positionen und32 and 33 are longitudinal sections through a seventh embodiment of the device according to the invention, the cam follower in each case abutting the contact surface, FIG. 34 oblique views of the carrier shaft and the cam element in three different positions and
Fig. 35 und 36 Schnitte nach der Linie XXXV-XXXV der Fig. 32 und der Linie XXXVI- XXXVI der Fig. 33.35 and 36 sections along the line XXXV-XXXV of Fig. 32 and the line XXXVI-XXXVI of Fig. 33th
Fig. 37 und 38 Schnitte durch eine achte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei jeweils das Nockenfolgeelement an der Anlagefläche anliegt.37 and 38 are sections through an eighth embodiment of the device according to the invention, the cam follower in each case abutting the contact surface.
Fig. 39 und 40 schematische Stirnansichten eines mittels eines Kurbeltriebes zwangsgeführten Nockenelementes in zwei verschiedenen Positionen.39 and 40 are schematic end views of a cam element positively guided by means of a crank mechanism in two different positions.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende, geradlinige oder schwenkende Bewegung umfaßt eine angetriebene Trägerwelle 1 , auf der ein Nockenelement 5 mit einer exzentrischen Steuerfläche 4 in nicht näher gezeigter Weise fixiert ist. Durch die exzentrische Steuerfläche 4 wird ein an ihr anliegend gehaltenes Nockenfolgeelement 9 entsprechend seiner Führung oder Lagerung hin- und herbewegt. In allen Ausführungsbeispielen ist die bevorzugte Anwendung der Vorrichtung gezeigt, nämlich als Ventilsteuerung von Verbrennungsmotoren. Die Anwendung derartiger Vorrichtungen kann aber beispielsweise auch in Nockensteuerungen von Werkzeugmaschinen, in besonderen Getrieben, od. dgl. dienen, wobei das Nockenfolgeelement 9, das in den gezeigten Ausführungsbeispielen einen Ventilstößel bildet, der Anwendung entsprechend ausgebildet ist.A device according to the invention for converting a rotary movement into a reciprocating, rectilinear or pivoting movement comprises a driven carrier shaft 1, on which a cam element 5 with an eccentric control surface 4 is fixed in a manner not shown. The eccentric control surface 4 reciprocates a cam follower element 9, which is held against it, in accordance with its guidance or mounting. The preferred application of the device is shown in all exemplary embodiments, namely as valve control of internal combustion engines. However, the use of such devices can also be used, for example, in cam controls of machine tools, in special gearboxes or the like, the cam follower element 9 shown in FIGS Embodiments forms a valve lifter, the application is designed accordingly.
Ein mittlerer nabenartiger Bereich 16 des Nockenelementes 5 ist ein- oder beidseitig auf oder in einem Lagerelement 10 drehbar gelagert, an dem ein ring- oder hülsenförmiger Endbereich 11 mit einer insbesondere zylindrischen Außenfläche ausgebildet ist. Ein flexibles Umschließungselement 6, beispielsweise ein Gewebeband od. dgl., umgibt die exzentrische Steuerfläche 4 des Nockenelementes 5 und die Außenfläche des Endbereiches 11 jedes Lagerelementes 10, und weist einen Halter 12 auf, an dem das Nockenfolgeelement 9 gelenkig angeordnet ist. Die Gelenkachse läuft dabei parallel zur Drehachse 8 der Trägerwelle 1. Die Drehung des Nockenelementes 5 führt zu einer oszillierenden Bewegung des Umschließungselementes 6, das aber dank seiner Verbindung mit dem Nockenfolgeelement 9 sich nicht verdrehen kann, sondern fortlaufend rundum von der Außenfläche des Endbereiches 11 hochgehoben wird. Das Nockenfolgeelement 9 wird dabei von einer Anlagefläche 3, in der das Nockenfolgeelement 9 den kürzesten Abstand zur Drehachse 8 aufweist, und die einen Teil der Außenfläche des Endbereiches 11 bildet, in eine maximal von der Drehachse 8 entfernte Stellung überführt, wenn das Maximum der exzentrischen Steuerfläche 4 des Nockenelementes 5 wirksam ist, und bei der Weiterdrehung wieder in die Grundstellung zurückgezogen. Im Falle des Ventiltriebs ist somit die Schließstellung die Grundstellung und die maximal entfernte Stellung die Offenstellung des Ventiltellers 13.A central hub-like area 16 of the cam element 5 is rotatably supported on one or both sides on or in a bearing element 10, on which an annular or sleeve-shaped end area 11 is formed with a particularly cylindrical outer surface. A flexible enclosing element 6, for example a fabric tape or the like, surrounds the eccentric control surface 4 of the cam element 5 and the outer surface of the end region 11 of each bearing element 10, and has a holder 12 on which the cam follower element 9 is arranged in an articulated manner. The hinge axis runs parallel to the axis of rotation 8 of the carrier shaft 1. The rotation of the cam element 5 leads to an oscillating movement of the enclosing element 6, which, however, due to its connection with the cam follower element 9, cannot twist, but is continuously lifted all around from the outer surface of the end region 11 becomes. The cam follower element 9 is transferred from a contact surface 3, in which the cam follower element 9 has the shortest distance to the axis of rotation 8, and which forms part of the outer surface of the end region 11, into a position at a maximum distance from the axis of rotation 8 when the maximum of the eccentric Control surface 4 of the cam element 5 is effective, and retracted into the basic position during further rotation. In the case of the valve train, the closed position is the basic position and the maximum removed position is the open position of the valve plate 13.
Fig. 1 bis 4 zeigt eine erste Ausführung, in der die Lagerelemente 10 nur schematisch als Hüllrohrstück mit endseitigen Ringen gezeigt sind, die beispielsweise in gehäusefesten Halterungen fixiert werden, oder - wie Fig. 8 zeigt - mit entsprechenden1 to 4 show a first embodiment, in which the bearing elements 10 are only shown schematically as a piece of cladding tube with end rings, which are fixed, for example, in holders fixed to the housing, or — as FIG. 8 shows — with corresponding ones
Befestigungsteilen versehen sind. Das Nockenelement 5 weist einen die exzentrischeFastening parts are provided. The cam element 5 has an eccentric
Steuerfläche 4 tragenden Nockenbereich auf, dessen axiale Erstreckung um die beiden ringförmigen Endbereiche 11 der Lagerelemente 10 kürzer ist als sein zentraler, auf der Trägerwelle fixierter Bereich 16. Das Umschließungselement 6 weist etwa eineControl surface 4 bearing cam region, the axial extent of which is shorter around the two annular end regions 11 of the bearing elements 10 than its central region 16 fixed on the carrier shaft. The enclosing element 6 has approximately one
Breite auf, die der axialen Erstreckung des zentralen Nockenbereiches 16 entspricht, sodaß das Umschließungselement 6 einen Teil der zylindrischen Umfangsfläche der beiden Endbereiche 11 und die exzentrische Steuerfläche 4 des Nockenelementes 5 umgibt. Da nur die exzentrische Steuerfläche 4 an der Innenfläche des Umschließungselementes 6 gleiten muß, ist die reibungserzeugende Berührungsfläche kleiner als die halbe Innenfläche des Umschließungselementes 6. Wie erwähnt, ist dieses über seinen Halter 12 mit dem Nockenfolgeelement 9 gelenkig verbunden, sodaß zwischen dem Umschließungselement 6 und der als Anlagefläche 3 dienenden zylindrischen Außenfläche der beiden Endbereiche 11 , die als Teile der Lagerelemente 10 gehäusefest sind, keine Reibung auftritt. Die Aufteilung in Berührungsflächen mit Reibung und solche ohne Reibung ist vor allem aus Fig. 3 gut ersichtlich, in der das Nockenelement 5 mit der exzentrischen Steuerfläche 4 geschnitten, der axial versetzte Endbereich 11 hingegen in Draufsicht zu sehen ist.Width that corresponds to the axial extent of the central cam region 16, so that the enclosing element 6 surrounds part of the cylindrical peripheral surface of the two end regions 11 and the eccentric control surface 4 of the cam element 5. Since only the eccentric control surface 4 has to slide on the inner surface of the enclosing element 6, the friction-generating contact surface is smaller than half the inner surface of the enclosing element 6. As mentioned, this is connected in an articulated manner via its holder 12 to the cam follower element 9, so that between the enclosing element 6 and the cylindrical outer surface serving as contact surface 3 of the two end regions 11, which are fixed to the housing as parts of the bearing elements 10 there is no friction. The division into contact surfaces with friction and those without friction can be seen particularly well from FIG. 3, in which the cam element 5 is cut with the eccentric control surface 4, whereas the axially offset end region 11 can be seen in plan view.
In der Ausführung nach Fig. 5 bis 8 ist die Trägerwelle 1 durch ein Bündel von Tragstäben 2 gebildet, sodaß eine einfache formschlüssige Verbindung zwischen der Trägerwelle 1 und dem Nockenelement 5 gegeben ist. Der Antrieb der Trägerwelle 1 erfolgt über ein nicht gezeigtes Antriebsrad, das ebenso wie das Nockenelement 5 ein entsprechendes Bohrungsmuster im Zentrum aufweist. Das Nockenelement 5 weist eine seitliche Ringnut auf, in die der Endbereich 11 eines Lagerelementes 10 eingreift. Zwischen dem Kernbereich 16 ist, wie Fig. 7 vergrößert zeigt, ein Wälzlager 15, beispielsweise ein Nadellager od. dgl. eingesetzt. Das Umschließungselement 6 liegt aufgrund des Ineinandergreif ens des Endbereichs 11 und des Nockenelementes 10 in seiner gesamten Breite an der Anlagefläche 3 des Endbereiches 11 an, und umgibt den exzentrischen Steuerbereich 4 des Nockenelementes 5. Wie aus der vergrößerten Darstellung der Fig. 7 ersichtlich, kann die Anlagefläche 3 eine mittlere Abflachung 17 aufweisen, sodaß ein Spielausgleich, beispielsweise bei wärmebedingten Längenänderungen des Nockenfolgeelementes 9 möglich ist. Die Schrägansicht von Fig. 8 zeigt die Ausführung von der vom Lagerelement 10 abgewandten Seite.5 to 8, the carrier shaft 1 is formed by a bundle of support rods 2, so that a simple positive connection between the carrier shaft 1 and the cam element 5 is given. The carrier shaft 1 is driven by a drive wheel, not shown, which, like the cam element 5, has a corresponding bore pattern in the center. The cam element 5 has a lateral annular groove in which the end region 11 of a bearing element 10 engages. A roller bearing 15, for example a needle bearing or the like, is inserted between the core region 16, as shown in FIG. 7 on an enlarged scale. Due to the interlocking of the end region 11 and the cam element 10, the entire width of the enclosing element 6 lies against the contact surface 3 of the end region 11 and surrounds the eccentric control region 4 of the cam element 5. As can be seen from the enlarged illustration in FIG. 7, the contact surface 3 has a central flattening 17, so that a play compensation, for example in the case of heat-related changes in length of the cam follower element 9, is possible. 8 shows the embodiment from the side facing away from the bearing element 10.
In der Ausführung nach Fig. 9 bis 11, die weitgehend der Ausführung nach Fig. 1 bis 4 entspricht, sind im Nockenelement 5 zwei Ausnehmungen ausgebildet und der verbleibende Mittelsteg nimmt einen Stift 14 auf, auf dem pro Ausnehmung eine Rolle 7 mittels eines Wälzlagers drehbar gelagert ist, wobei die Anordnung und die Nockenform so gewählt ist, daß die Umfangsfläche der beiden Rollen 7 in den Mittelbereich der exzentrischen Steuerfläche 4 fallen. Wie vor allem aus Fig. 10 ersichtlich, verbleibt beidseitig der Rollen 7 nur ein kurzer Übergangsabschnitt 18, in denen die Umfangsfläche des Nockenelementes 5 mit dem Umschließungselement 6 in Berührung kommt. Da die Rollen 7 bei der Rotation des Nockenelementes 5 im Umschließungselement 5 abrollen, sind die reibungserzeugenden Berührungs-flächen nochmals wesentlich reduziert. Auch in dieser Ausführung ist selbstverständlich der Einbau eines Wälzlagers 15 zwischen die Trägerwelle 1 und den Kembereich 16 des Nockenelementes 5 möglich.In the embodiment according to FIGS. 9 to 11, which largely corresponds to the embodiment according to FIGS. 1 to 4, two recesses are formed in the cam element 5 and the remaining central web receives a pin 14 on which a roller 7 can be rotated per recess by means of a roller bearing is mounted, the arrangement and the cam shape being chosen so that the peripheral surface of the two rollers 7 fall in the central region of the eccentric control surface 4. As can be seen above all from FIG. 10, only a short transition section 18 remains on both sides of the rollers 7, in which the peripheral surface of the cam element 5 comes into contact with the enclosing element 6. Since the rollers 7 roll in the encircling element 5 during the rotation of the cam element 5, the friction-generating contact surfaces are again significantly reduced. In this embodiment, too, it is of course possible to install a roller bearing 15 between the carrier shaft 1 and the core area 16 of the cam element 5.
Die Fig. 12 bis 16 zeigen eine Ausführung, in der zwei Nockenelemente 5 mit einem gemeinsamen mittleren Bereich 16 ausgebildet sind, wobei jedes Nockenelement 5 eine radiale Ausnehmung 20 aufweist, und in diesem Bereich einen vollständigen Ring 22 bildet. Der mittlere Bereich 16 der Nockenelemente 5 ist mit der Trägerwelle 1 verdrehfest verbunden und die beiden Ringe 22, die je ein Wälzlager 15 aufnehmen, sind auf den beiden rohrförmigen Lagerelementen 10 drehbar gelagert. Wie aus Fig. 14 oder 16 ersichtlich, verbleibt zwischen der Trägerwelle 1 und den Lagerelementen 10 ein Ringspalt 23, sodaß Produktionsungenauigkeiten der Trägerwelle 1 keine Nachbearbeitung erfordern. Die Ausnehmung 20 läßt einen Freiraum für eine bis zum Halter 12 zwischen dem Unschließungselement 6 und dem Nockenfolgeelement 9 hochgezogene Führungshülse 81, die auf zwei einander diametral gegenüberliegende Stege 83 des Zylinderkopfs 80 beschränkt ist, und deren Breite der Ausnehmung 20 entspricht. Die beiden Teile des rotierenden Nockenelementes 5 drehen sich beidseitig der hochgezogenen Führungshülse 81 für das Nockenfolgeelement 9 vorbei. Das Umschließungselement 6 ist in dieser Ausführung mit einem mittleren Ausschnitt versehen, der mit der Ausnehmung 20 übereinstimmt oder wie Fig. 12 zeigt, aus zwei Schlaufen gebildet, die durch den Halter 12 bzw. den Lagerstift 62 des Stößelkopfes 61 zusammengehalten werden. Das Nockenelement 5 kann eine Randschulter aufweisen, um das Abrutschen des Umschließungselementes 6 zu vermeiden. Die Lagerelemente 10 sind mittels Niederhaltern 84 an hochstehenden Stegen des Zylinderkopfes 80 fixiert.12 to 16 show an embodiment in which two cam elements 5 are formed with a common central region 16, each cam element 5 having a radial recess 20 and forming a complete ring 22 in this region. The central region 16 of the cam elements 5 is connected in a rotationally fixed manner to the carrier shaft 1 and the two rings 22, which each hold a roller bearing 15, are rotatably mounted on the two tubular bearing elements 10. As can be seen from FIG. 14 or 16, an annular gap 23 remains between the carrier shaft 1 and the bearing elements 10, so that production inaccuracies of the carrier shaft 1 do not require any reworking. The recess 20 leaves a space for a guide sleeve 81 drawn up to the holder 12 between the closure element 6 and the cam follower element 9, which is limited to two diametrically opposed webs 83 of the cylinder head 80 and whose width corresponds to the recess 20. The two parts of the rotating cam element 5 rotate past the raised guide sleeve 81 for the cam follower element 9 on both sides. In this embodiment, the encircling element 6 is provided with a central cutout, which corresponds to the recess 20 or, as shown in FIG. 12, is formed from two loops which are held together by the holder 12 or the bearing pin 62 of the plunger head 61. The cam element 5 can have an edge shoulder in order to prevent the enclosing element 6 from slipping off. The bearing elements 10 are fixed by means of hold-down devices 84 on upstanding webs of the cylinder head 80.
In Fig. 17 bis 24 ist eine Ausführung dargestellt, in der ein gemeinsames Nockenelement 5 zwei Nockenfolgeelementen 9 zugeordnet ist. Das in Fig. 17 in Schrägansicht gezeigte Nockenelement 5 weist daher an jedem Ende einen Ring 22 und einen mittleren Bereich 16 mit einer fünfseitigen Öffnung auf. Das Nockenelement 5 ist verdrehfest auf einer fünfseitigen Trägerwelle 1 angeordnet, deren Lagerung über die Lagerelemente 10 und über an deren Endbereichen 11 fest oder lose angeordnete Ringe erfolgt, auf denen die beiden Ringe 22 des Nockenelementes 5, jeweils mittels eines Wälzlagers 15, drehbar gelagert sind. Das Umschließungselement 6 ist ohne Ausschnitte und weist eine in einer Hülse 19 gebildete Stecköffnung im Halter 12 auf, in die ein Lagerstift 62 eingesetzt ist, der beidseitig vorsteht, und an jedem Ende mit einem Stößelkopf 61 verbunden ist. Auch in dieser Ausführung ist die Führung 81 für jedes Nockenfolgeelement 9 bis an die Lagerhülse 10 hochgezogen.17 to 24, an embodiment is shown in which a common cam element 5 is assigned to two cam follower elements 9. The cam element 5 shown in an oblique view in FIG. 17 therefore has a ring 22 at each end and a central region 16 with a five-sided opening. The cam element 5 is arranged in a torsion-proof manner on a five-sided carrier shaft 1, the bearing of which is carried out via the bearing elements 10 and via rings which are fixed or loosely arranged at their end regions 11, on which the two rings 22 of the cam element 5 are rotatably supported, in each case by means of a roller bearing 15 , The enclosing element 6 has no cutouts and has a plug opening in the holder 12 formed in a sleeve 19, into which a bearing pin 62 is inserted, which protrudes on both sides, and is connected to a plunger head 61 at each end. In this embodiment too, the guide 81 for each cam follower 9 is pulled up to the bearing sleeve 10.
Der Freiraum zwischen den beiden Führungen 81 ist so groß, daß das Nockenelement 5 sich durchdrehen kann, wobei Fig. 21 und 23 jene Stellung zeigen, in denen der Ventilteller 13 am weitesten aus dem Ventilsitz geöffnet ist.The space between the two guides 81 is so large that the cam element 5 can rotate, with FIGS. 21 and 23 showing the position in which the valve plate 13 is most open from the valve seat.
In dieser Ausführung ist auch eine Möglichkeit zur Zufuhr von einem reibungsvermindernden Medium, beispielsweise Schmieröl, zu den einzelnen Lagerflächen gezeigt. Hierfür weist die Trägerwelle 1 einen zentralen Zufuhrkanal und radiale Austrittsöffnungen 25 auf, die in Bohrungen 26 des Nockenelementes 5 übergehen. Die Bohrungen 26 münden in der Berührungsfläche mit dem Umschließungselement 6 am Umfang des Nockenelementes 5 und im Bereich der Wälzlager 15 (Fig. 22). Durch den Halter 12 erstreckt sich eine weiterführende Bohrung 27 zu einer Bohrung 28 in der Hülse 19, in der der eine Umfangsnut 29 aufweisende Lagerstift 32 angeordnet ist. Der Lagerstift 62 ist mit einem axialen Kanal 30 versehen, der mit der Umfangsnut 29 durch eine nicht bezeichnete Bohrung verbunden ist. Das aus dem Kanal 30 austretende Medium wird auf den Gleitflächen der Führungshülsen 81 für den Stößelkopf 62 verteilt.This version also shows a possibility of supplying a friction-reducing medium, for example lubricating oil, to the individual bearing surfaces. For this purpose, the carrier shaft 1 has a central feed channel and radial outlet openings 25 which merge into bores 26 of the cam element 5. The bores 26 open into the contact area with the enclosing element 6 on the circumference of the cam element 5 and in the region of the roller bearings 15 (FIG. 22). A further bore 27 extends through the holder 12 to a bore 28 in the sleeve 19, in which the bearing pin 32 having a circumferential groove 29 is arranged. The bearing pin 62 is provided with an axial channel 30 which is connected to the circumferential groove 29 by a bore, not shown. The medium emerging from the channel 30 is distributed on the sliding surfaces of the guide sleeves 81 for the plunger head 62.
Die Fig. 25 bis 31 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel, in dem am mittleren Bereich 16 wiederum zwei Nockenelemente 5 vorgesehen sind, die von einem gemeinsamen Umschließungselement 6 umgeben sind. Der mittlere Bereich 16 ist mit einer unrunden Bohrung 21 versehen und verdrehfest auf der Trägerwelle 1 angeordnet, deren Querschnittsform aus drei stärker gekrümmten Bögen und drei geringer gekrümmten Bögen zusammengesetzt ist, die einander abwechseln. Am mittleren Bereich 16 sind zwei zylindrische Fortsätze ausgebildet, die äußere25 to 31 show a sixth exemplary embodiment, in which two cam elements 5 are again provided in the central region 16 and are surrounded by a common enclosing element 6. The central region 16 is provided with a non-circular bore 21 and arranged on the carrier shaft 1 in a rotationally fixed manner, the cross-sectional shape of which is composed of three more curved arches and three less curved arches, which alternate with one another. At the central area 16 two cylindrical extensions are formed, the outer
Lagerflächen aufweisen, und in zwei hülsenförmigen Lagerelementen 10 innengelagert sind. Die Lagerhülsen 10 sind in je zwei geschlossenen Lagerringen 85 desHave bearing surfaces, and are internally supported in two sleeve-shaped bearing elements 10. The bearing sleeves 10 are in two closed bearing rings 85 each
Zylinderblocks 80 fixiert, an dem wiederum hochgezogene Führungshülsen 81 vorgesehen sind. In den Halter 12 des Umschließungslementes 6 ist ein verlängerter Lagerstift 62 eingesetzt, an dem ähnlich der Ausführung nach Fig. 17 beidseitig ein Stößelkopf 61 eines Nockenfolgeelementes 9 drehbar gelagert ist. Die Enden 63 des Lagerstiftes 62 ragen jeweils durch einen Schlitz 82 in den Lagerringen 85 und werden im vorstehenden Teil durch ein Band aus Gummi, eine Klammer aus Federstahl oder ein anderes elastisches Element 31 gegen die Lagerhülsen 10 beaufschlagt. Das seitliche Abrutschen des Elementes 31 wird durch einen Bund 64 verhindert (Fig. 27). Wie der Vergleich der Figuren 26 und 29 sowie 28 und 30 zeigt, werden die elastischen Elemente 31 durch das Nockenelement 5 bei der Abwärtsbewegung der Nockenfolgelemente 9, also beim Öffnen der Ventile gedehnt, und erzeugen eine die Rückführung unterstützende Kraft, die in manchen Anwendungen von Vorteil sein kann. Unmittelbar an den Nockenfolgeelementen 9 eingreifende wesentlich stärkere Rückstellfedern werden ja durch die Zwangsführung des Umschließungselementes 6 erübrigt. Anstelle des gezeigten Bandes können auch andere Federvorrichtungen, wie z.B. Schenkelfedern od. dgl., vorgesehen sein.Cylinder block 80 fixed, on which in turn raised guide sleeves 81 are provided. In the holder 12 of the enclosing element 6, an extended bearing pin 62 is inserted, on which, similar to the embodiment according to FIG. 17, a tappet head 61 of a cam follower element 9 is rotatably mounted on both sides. The ends 63 of the bearing pin 62 each protrude through a slot 82 in the bearing rings 85 and are urged against the bearing sleeves 10 in the above part by a band made of rubber, a clip made of spring steel or another elastic element 31. The lateral slipping of the element 31 is prevented by a collar 64 (Fig. 27). As the comparison of FIGS. 26 and 29 as well as 28 and 30 shows, the elastic elements 31 are stretched by the cam element 5 during the downward movement of the cam follower elements 9, that is to say when the valves are opened, and generate a force that supports the return, which in some applications is not Can be an advantage. Substantially stronger return springs engaging directly on the cam follower elements 9 are, after all, dispensed with by the positive guidance of the enclosing element 6. Instead of the band shown, other spring devices, such as leg springs or the like, can also be provided.
Insbesondere aus den Fig. 25 und 27 ist ersichtlich, daß der Stößelkopf 61 eine hinterschnittene Einschubnut für den Stößel des Nockenfolgeelementes 9 aufweist. Es kann von der Seite eingeschoben werden, und ist dadurch drehbar im Stößelkopf 61 gelagert.25 and 27 in particular that the tappet head 61 has an undercut insertion groove for the tappet of the cam follower element 9. It can be inserted from the side and is thus rotatably mounted in the plunger head 61.
Die Fig. 32 bis 40 zeigen Ausführungen, die eine Verstellung des Nockenhubes ermöglichen, und daher vor allem als variable Ventilsteuerung eingesetzt werden können.32 to 40 show designs which enable an adjustment of the cam stroke and can therefore be used above all as a variable valve control.
In der Ausführung nach den Fig. 32 bis 36 ist die Trägerwelle 1 in den Lagerelementen 10 längsverschiebbar angeordnet, und weist in jedem Bereich, in dem ein Nockenfolgeelement 9 zu betätigen ist, einen Ausschnitt 41 auf, der mit einer in Längsrichtung ansteigenden Schrägfläche 42 und seitlichen parallelen Abflachungen versehen ist. Ein Nockenelement 5, das einen etwa U-förmigen Ausschnitt an der der exzentrischen Steuerfläche 4 gegenüberliegenden Seite aufweist, ist an den parallelen Abflachungen vertikal aus- und einschiebbar geführt. Fig. 34 und 36 zeigen deutlich, daß das in einer tiefsten Stellung nicht über den Umfang des Lagerelementes 10 vorstehende Nockenelement 5 bei Verschieben der Trägerwelle 1 nach links von der keilförmig ansteigenden Schrägfläche 42 angehoben und in die in Fig. 34 unten bzw. Fig. 35 gezeigte maximal ausgefahrene Stellung überführt sind.In the embodiment according to FIGS. 32 to 36, the carrier shaft 1 is arranged so as to be longitudinally displaceable in the bearing elements 10 and has a cutout 41 in each area in which a cam follower element 9 is to be actuated, which has a sloping surface 42 and lateral parallel flats is provided. A cam element 5, which has an approximately U-shaped cutout on the side opposite the eccentric control surface 4, is guided on the parallel flats so that it can be pushed out and pushed in vertically. 34 and 36 clearly show that the cam element 5 which does not protrude over the circumference of the bearing element 10 in a lowest position when the carrier shaft 1 is moved to the left of the inclined surface 42 rising in a wedge shape and transferred to the maximum extended position shown in FIG. 34 below or FIG. 35.
Der übrige konstruktive Aufbau entspricht in wesentlichen dem der Fig. 25, sodaß diese Details hier nicht wiederholt werden müssen. Einzig das Umschließungselement 6 ist elastisch dehnbar ausgebildet, da es ja, wie vor allem aus dem Vergleich der Fig. 35 und 36 ersichtlich ist, sich verlängern und verkürzen muß.The rest of the construction corresponds essentially to that of FIG. 25, so that these details need not be repeated here. Only the enclosing element 6 is designed to be elastically stretchable, since, as can be seen above all from the comparison of FIGS. 35 and 36, it must lengthen and shorten.
Ein reversibel verlängerbares Umschließungselement 6 ist bereits in der eingangs erwähnten WO 01/12959 A beschrieben, auf die verwiesen wird. Das Umschließungselement 6 ist beispielsweise eine nahtlose Schlaufe, die aus Fäden oder Fasern in einer textilen Rundarbeitstechnik erzeugt ist. Bevorzugt weist das Umschließungselement sich in Umfangsrichtung erstreckende Fäden aus einem zugfesten Material auf, die eine Dehnungsbegrenzung bilden. Eine gewebeartige Schlaufe kann zumindest jeweils im Bereich der nach innen vorstehenden Erhebungen, die durch die einander kreuzenden Fäden gebildet sind, mit einer reibungsmindemden Beschichtung versehen sein.A reversibly extendable enclosing element 6 has already been described in the aforementioned WO 01/12959 A, to which reference is made. The enclosing element 6 is, for example, a seamless loop which is produced from threads or fibers in a textile rounding technique. The encircling element preferably has threads made of a tensile-strength material that extend in the circumferential direction and that form an expansion limitation. A fabric-like loop can be provided with a friction-reducing coating at least in the area of the inwardly protruding elevations, which are formed by the crossing threads.
Das elastische Umschließungselement 6 kann die in der Fig. 32 und 33 gezeigten, elastischen Elemente 31 erübrigen, da es ja ebenfalls eine Rückstellkraft auf den Lagerstift 62 ausübt. Aufgrund der Elastizität des Umschließungselementes 6 kann es von Vorteil sein, wenn es in Querrichtung, also in axialer Richtung der Trägerwelle, Versteifungen beinhaltet, beispielsweise in Form von Verstärkungsrippen 43, die eingeschobene oder eingeklebte Stifte aufweisen. Die Querversteifungen verhindern das Einziehen von nicht unterstützten Teilen des Umschließungselementes 6 im Bereich des Nockenelementes 5.The elastic enclosing element 6 can dispense with the elastic elements 31 shown in FIGS. 32 and 33, since it likewise exerts a restoring force on the bearing pin 62. Due to the elasticity of the encircling element 6, it can be advantageous if it contains stiffeners in the transverse direction, that is to say in the axial direction of the carrier shaft, for example in the form of reinforcing ribs 43 which have inserted or glued-in pins. The cross stiffeners prevent the pulling in of unsupported parts of the enclosing element 6 in the region of the cam element 5.
In der Ausführung nach den Fig. 37 und 38 ist für die radiale Bewegung des Nockenelementes 5 eine verdrehbare Steuerwelle 44 in der Trägerwelle 1 angeordnet, an der eine exzentrische, spiralförmig ansteigende Steuerfläche 49 ausgebildet ist. Aus dem Vergleich der beiden Figuren 37 und 38 läßt sich der Ablauf der Verstellung des Nockenelementes 5 ersehen. In der ausgeschobenen Position gemäß Fig. 37 wird das Nockenelement 5 durch den hakenartigen Kernbereich der Steuerwelle 34 gehalten. Wird die Steuerwelle 34 in der Trägerwelle 31 gegen den Uhrzeigersinn verdreht, so wandert das an der spiralförmigen Steuerfläche 49 anliegende Nockenelement 5 nach innen, bis die Stellung ohne Hub gemäß Fig. 38 erreicht ist. In dieser liegt das Nockenelement 5 innerhalb der zylindrischen Außenfläche des Lagerelementes 10 bzw. des ringförmigen Bereiches 11 des Lagerelementes 10, sodaß das zusammengezogene Umschließungselement 6 rundum am ringförmigen Bereich 11 anliegt und jegliche Reibung vermieden wird, dad das Nockenelement 5 ohne Berührung umläuft.37 and 38, a rotatable control shaft 44 is arranged in the carrier shaft 1 for the radial movement of the cam element 5, on which an eccentric, spirally rising control surface 49 is formed. The course of the adjustment of the cam element 5 can be seen from the comparison of the two FIGS. 37 and 38. In the extended position according to FIG. 37, the cam element 5 is held by the hook-like core area of the control shaft 34. If the control shaft 34 is rotated counterclockwise in the carrier shaft 31, the cam element 5 resting on the spiral control surface 49 migrates inside until the position without stroke according to FIG. 38 is reached. In this, the cam element 5 lies within the cylindrical outer surface of the bearing element 10 or the annular region 11 of the bearing element 10, so that the contracted enclosing element 6 lies all around on the annular region 11 and any friction is avoided, since the cam element 5 rotates without contact.
Die Fig. 39 und 40 zeigen eine Ausführung, in der das Nockenelement 5 zwangsgeführt aus- und eingefahren wird. Eine Steuerwelle 44 im Inneren der Trägerwelle 1 weist einen Schlitz 45 auf, in dem ein Lenker 48 auf einem Lagerzapfen 46 drehbar gelagert ist. Das zweite Ende des Lenkers 48 ist auf einem Lagerzapfen 47 angeordnet, der im Inneren des Nockenelements 5 gelagert ist, wobei das Nockenelement 5 etwa U-förmig ausgebildet ist und in einer Führung der Trägerwelle 1 , beziehungsweise einer auf der Trägerwelle 1 angeordneten Führungshülse aus- und einschiebbar angeordnet ist. Die Zwangsführung stellt somit ein über einen Winkel von etwa 120° verdrehbares Kurbelgetriebe dar. Fig. 39 zeigt einen Teilhub und Fig. 40 den Vollhub des Nockenelementes 5.39 and 40 show an embodiment in which the cam element 5 is forcibly extended and retracted. A control shaft 44 in the interior of the carrier shaft 1 has a slot 45 in which a link 48 is rotatably mounted on a bearing pin 46. The second end of the link 48 is arranged on a bearing journal 47, which is mounted in the interior of the cam element 5, the cam element 5 being approximately U-shaped and extending in a guide of the carrier shaft 1 or a guide sleeve arranged on the carrier shaft 1. and is arranged insertable. The positive guidance thus represents a crank mechanism that can be rotated through an angle of approximately 120 °. FIG. 39 shows a partial stroke and FIG. 40 shows the full stroke of the cam element 5.
In den Ausführungen gemäß Fig. 32 bis 40 bildet das Umschließungselement 6 beidseitig eine geradlinige Überbrückung des Übergangsbereiches zwischen der nicht drehbaren Anlagefläche 3 und der exzentrischen Steuerfläche 4, der sich bei Veränderung des Hubs ändert. Weiters sind die Ausführungen gemäß Fig. 32 bis 40 zur Hubverstellung des Nockenelementes 5 auch einsetzbar, wenn die Anlagefläche 3 an der angetriebenen Trägerwelle 1 oder an einem sich mit der Trägerwelle -mitdrehenden Teil vorgesehen ist. In the embodiments according to FIGS. 32 to 40, the enclosing element 6 forms on both sides a rectilinear bridging of the transition area between the non-rotatable contact surface 3 and the eccentric control surface 4, which changes when the stroke changes. 32 to 40 for the stroke adjustment of the cam element 5 can also be used if the contact surface 3 is provided on the driven carrier shaft 1 or on a part which rotates with the carrier shaft.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : Patent claims:
1. Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung, insbesondere Nockensteuerung, Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen oder dergleichen, mit mindestens einem auf einer angetriebenen Trägerwelle (1 ) angeordneten und eine exzentrische Steuerfläche (4) aufweisenden Nockenelement (5) und mit einem durch das Nockenelement (5) verschieb- oder verschwenkbaren Nockenfolgeelement (9), insbesondere einem Ventilstößel oder dergleichen, wobei das Nockenelement (5) drehbar in einem flexiblen Umschließungselement (6) angeordnet ist, das in einer zur Drehachse (8) des Nockenelementes (5) senkrechten Ebene beweglich mit einem Ende des Nockenfolgeelements (9) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Umschließungselement (6) die exzentrische Steuerfläche (4) des Nockenelementes (5) und eine nicht angetriebene Anlagefläche (3) für das1. Device for converting a rotary movement into a reciprocating movement, in particular cam control, valve train for internal combustion engines of motor vehicles or the like, with at least one cam element (5) arranged on a driven carrier shaft (1) and having an eccentric control surface (4) with a cam follower element (9) which can be displaced or pivoted by the cam element (5), in particular a valve tappet or the like, the cam element (5) being rotatably arranged in a flexible enclosing element (6) which is in a direction relative to the axis of rotation (8) of the cam element (5) vertical plane is movably connected to one end of the cam follower element (9), characterized in that the flexible enclosing element (6) the eccentric control surface (4) of the cam element (5) and a non-driven contact surface (3) for the
Nockenfolgeelement (9) umgibt.Surrounds cam follower (9).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (3) an einem Lagerelement (10) der Trägerwelle (1) vorgesehen ist, an dem die Trägerwelle (1 ) und/oder das Nockenelement (5) drehbar gelagert ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the contact surface (3) on a bearing element (10) of the carrier shaft (1) is provided on which the carrier shaft (1) and / or the cam element (5) is rotatably mounted.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lagerelement (10) und der Trägerwelle (1) und/oder dem Nockenelement (5) ein Wälzlager (15) angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a roller bearing (15) is arranged between the bearing element (10) and the carrier shaft (1) and / or the cam element (5).
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (10) einen ringförmigen Endbereich (11) aufweist, und das Nockenelement (5) einen im Endbereich (11) innen gelagerten Mittelteil (16) aufweist.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the bearing element (10) has an annular end region (11), and the cam element (5) in the end region (11) has an inner part (16).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Umschließungselement (4) in Verbindung stehende Ende des Nockenfolgeelementes (9) in einer vorrichtungsfesten Führung (81) geführt ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the end of the cam follower element (9) connected to the enclosing element (4) is guided in a guide (81) fixed to the device.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der exzentrischen Steuerfläche (4) des Nockenelements (5) ein Wälzlager angeordnet ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a roller bearing is arranged in the eccentric control surface (4) of the cam element (5).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Wälzlager mindestens eine drehbar gelagerte Rolle (7) vorgesehen ist.7. The device according to claim 6, characterized in that at least one rotatably mounted roller (7) is provided as the rolling bearing.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwelle (1) und das Nockenelement (5) Zufuhrkanäle (25, 26) für ein reibungsverminderndes Medium zu den Lagerflächen des Wälzlagers (15) und vorzugsweise auch zur exzentrischen Steuerfläche (4) aufweist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier shaft (1) and the cam element (5) supply channels (25, 26) for a friction-reducing medium to the bearing surfaces of the rolling bearing (15) and preferably also to the eccentric control surface (4).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Nockenfolgeelement (9) am Umschließungselement (6) mittels eines Lagerstiftes (62) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerstift (62) durch ein elastisches Element gegen die vorrichtungsfeste Anlagefläche (3) beaufschlagt ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, in which the cam follower (9) on the enclosing element (6) is articulated by means of a bearing pin (62), characterized in that the bearing pin (62) by an elastic element against the device-fixed contact surface ( 3) is applied.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerstift (62) zumindest einen freiliegenden Endbereich aufweist, und ein elastisch nachgiebiges Band (31) aus Stahl, Gummi od. dgl. um den freiliegenden10. The device according to claim 9, characterized in that the bearing pin (62) has at least one exposed end region, and an elastically flexible band (31) made of steel, rubber or the like. Around the exposed
Endbereich und das Lagerelement (10) geführt ist.End region and the bearing element (10) is guided.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenelement (5) auf der Trägerwelle (1) radial aus- und einfahrbar angeordnet ist, und das Umschließungselement (6) elastisch ausgebildet ist.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cam element (5) on the carrier shaft (1) is arranged radially extendable and retractable, and the enclosing element (6) is designed to be elastic.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem radial aus- und einfahrbaren Nockenelement (5) und der Trägerwelle (1) ansteigende Steuerflächen (42) ausgebildet sind.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that between the radially extendable and retractable cam element (5) and the carrier shaft (1) rising control surfaces (42) are formed.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß in der Trägerwelle (1 ) eine Steuerwelle (44) bewegbar ist, und zwischen dem radial aus- und einfahrbaren Nockenelement (5) und der Steuerwelle (44) ansteigende Steuerflächen (49) ausgebildet sind. 13. The apparatus according to claim 11, characterized in that in the carrier shaft (1) a control shaft (44) is movable, and between the radially extendable and retractable cam element (5) and the control shaft (44) rising control surfaces (49) are formed ,
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das radial aus- und einfahrbare Nockenelement (5) zwangsgeführt ist. 4. Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that the radially extendable and retractable cam element (5) is positively guided.
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