EP1915517B1 - Schaltbarer schlepphebel eines ventiltriebs einer brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1915517B1
EP1915517B1 EP06818222A EP06818222A EP1915517B1 EP 1915517 B1 EP1915517 B1 EP 1915517B1 EP 06818222 A EP06818222 A EP 06818222A EP 06818222 A EP06818222 A EP 06818222A EP 1915517 B1 EP1915517 B1 EP 1915517B1
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EP
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lever
drag
follower
pin
cam
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Stefan Gemein
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Schaeffler KG
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    • F01L2001/186—Split rocking arms, e.g. rocker arms having two articulated parts and means for varying the relative position of these parts or for selectively connecting the parts to move in unison
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    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20576—Elements
    • Y10T74/20882—Rocker arms

Definitions

  • the invention relates to a switchable rocker arm of a valve train of an internal combustion engine, with an outer and between the side walls arranged inner lever, which inner lever has a roller mounted on a pin as a mating surface for a lifting cam between his arms, the rocker arm on a bottom at one end a system for a gas exchange valve and at the other end a pivot bearing are immanent, wherein the levers extend at one of the ends on a common axis and at the end facing away from the axis longitudinally extending, in the cam base circle aligned receptacles, wherein in at least one of the receptacles a coupling means is arranged, which is for a coupling of the lever in sections displaceable in the opposite receptacle (see US-A-5 544 626 ).
  • a respective outer lever In order to represent an aligned position of receptacles for coupling means in the cam base circle in previously known from the prior art levers, a respective outer lever has a corresponding inner lever approximately in the region of a transverse center plane bow-like cross-stop. Due to the necessary transition radii of this bow-shaped stopper seen from the arms of the outer lever in the transverse direction, such a drag lever must build relatively wide, since the inner lever can not strike in the radius range on an upper side of the cross bar. However, should a stop occur in the area of the radii, an unnecessarily high material load is to be expected. Also, conditions may occur in which there is no sufficient alignment of the coupling means for opposing recording, so that a coupling can not be realized.
  • the object of the invention is therefore to provide a drag lever of the aforementioned type, in which the disadvantages listed are eliminated.
  • this object is achieved in that the bolt is "flying" mounted in the inner lever and slightly protrudes with one approach over the arms of the inner lever, wherein in the coupling case tops of the lugs abut surfaces of abutment surfaces, which are applied to inner surfaces of the side walls of the outer lever are.
  • the scope of this invention also relates to solutions to switchable drag levers in which a so-called "cross-lock” is applied.
  • the bolt for the role is therefore slightly wider than the inner lever designed so that the tops abut in a simple manner on the undersides of the stop surfaces in the coupling case.
  • an alignment of the images for the coupling means in the cam base circle is created.
  • a clearance of the mating surface of the inner lever in the cam base circle with respect to the cam can be realized on these stop measures.
  • fastening is meant an arrangement of the bolt in the corresponding receptacle in the inner lever, which dispenses with any attachment.
  • the bolt thus centered with its outer end faces on inner surfaces of the side walls of the outer lever itself.
  • undersides of the abutment surfaces which may possibly also be formed separately, realized complementary to tops of the bolts.
  • the stop surfaces protrude only slightly from the inner surfaces of the side walls of the outer lever inwards.
  • These can also be shown in one piece with mating surfaces for low-lift cams, which can be designed as sliding surfaces, so that there is a T or a T-like profile in cross-section in this region.
  • mating surfaces for low-lift cams which can be designed as sliding surfaces, so that there is a T or a T-like profile in cross-section in this region.
  • the proposed lost-motion spring is relatively compact.
  • a leg on a top of a crosspiece of the outer lever in the decoupling a "Ausfsch” created for the inner lever in the cylinder head direction, such that the bolt can not be lost.
  • the torsion spring as a lost-motion spring and possibly helical compression springs or the like can be used.
  • a pivot bearing for the drag lever is especially intended to a dome.
  • the drag lever can be mounted on a head of a hydraulic or mechanical support element. Possibly.
  • an arrangement of the finger lever on a pivot axis o. The like. Conceivable and provided.
  • a particularly expedient variant of a supply of hydraulic fluid to the finger lever for displacing the coupling means in at least one direction is present when the hydraulic fluid is passed via the head of the support member, the pivot bearing and a short hydraulic fluid channel directly into the receptacle for the coupling means.
  • the rocker arm can be present so that it is either mechanically locked or mechanically unlocked in the pressureless state.
  • rocker arm according to the invention may be provided on the rocker arm according to the invention also further biasing means for the at least one piston as coupling means, such as a hydraulic on both sides, an electromagnetic, a magnetic and the like.
  • the figures disclose a switchable drag lever 1 for a valve train of an internal combustion engine.
  • This has an outer lever 3.
  • an inner lever 4 is mounted between side walls 2 of the outer lever 3.
  • This has two spaced arms 7, between which runs a role as mating surface 6 for a Qurexinsky Ratio's Law
  • This role is here stored on rolling elements on a bolt 5, the "flying", therefore not fixed, runs in the inner lever 4.
  • the outer lever 3 has at one end 11 on an underside 8 designed as a dome pivot bearing 12. About this he is on a head of an example hydraulic support pivotally mounted. At the other end 9, the outer lever 3 on the underside 8 has a transverse web 25 with a system 10 for a gas exchange valve. Possibly. the drag lever 1 may also be designed so that it serves to open a plurality of identical gas exchange valves.
  • the outer lever 3 has a longitudinally extending receptacle 13 above the pivot bearing 12.
  • this receptacle 13 sits in a decoupling case, for example, a piston-like coupling means 15.
  • a axis 12a is arranged, on which the levers 3, 4 extend relative to each other pivotable.
  • a torsion spring 22 is arranged as a lost-motion spring.
  • the at least one leg 23 (see also Fig. 1 ) supported on an upper side 24 of the aforementioned transverse web 25.
  • Their other leg 26 acts against a transverse bar 27 of the inner lever 4.
  • upper sides 20 of the side walls 2 of the outer lever 3 protrude at least in the region of a center segment-like outward to form sliding surfaces as mating surfaces 21 for cams.
  • These mating surfaces 21 form of inner surfaces 19 of the side walls 2 partially and slightly inwardly projecting Anschlag vom18.
  • the bolt 5 protrudes slightly beyond the arms 7 of the inner lever 4 with its both ends 15a.
  • the cam base circle run is designed as a roller mating surface 6 of the inner lever 4 without cam contact, with the aforementioned mating surfaces 21 are supported on the outer lever 3 at its cams.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Schlepphebel eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Außen- und einem zwischen dessen Seitenwänden angeordneten Innenhebel, welcher Innenhebel eine auf einem Bolzen gelagerte Rolle als Gegenlauffläche für einen Hubnocken zwischen seinen Armen besitzt, wobei dem Schlepphebel an einer Unterseite an einem Ende eine Anlage für ein Gaswechselventil und am anderen Ende ein Schwenklager immanent sind, wobei die Hebel an einem der Enden auf einer gemeinsamen Achse verlaufen und an dem der Achse abgewandten Ende sich längs erstreckende, im Nockengrundkreis zueinander fluchtende Aufnahmen haben, wobei in wenigstens einer der Aufnahmen ein Koppelmittel angeordnet ist, das für eine Kopplung der Hebel abschnittsweise in die gegenüberliegende Aufnahme verlagerbar ist (siehe US-A-5 544 626 ).
    • Hintergrund der Erfindung
  • Um eine fluchtende Position von Aufnahmen für Koppelmittel im Nockengrundkreis bei aus dem Stand der Technik vorbekannten Hebeln darzustellen, hat ein jeweiliger Außenhebel einen den entsprechenden Innenhebel in etwa im Bereich einer Quermittelebene bügelartig untergreifenden Anschlag. Aufgrund der notwendigen Übergangsradien dieses bügelartigen Anschlags von den Armen des Außenhebels in Querrichtung gesehen muss ein derartiger Schlepphebel relativ breit bauen, da der Innenhebel nicht im Radienbereich auf eine Oberseite des Querbügels anschlagen kann. Sollte dennoch ein Anschlagen im Bereich der Radien erfolgen, ist mit einer unnötig hohen Materialbelastung zu rechnen. Auch können Zustände auftreten, bei denen keine ausreichende Fluchtung des Koppelmittels zur gegenüberliegenden Aufnahme gegeben ist, so dass eine Kopplung nicht realisiert werden kann.
  • Zum anderen liegt auf der Hand, dass aufgrund des die Unterseite des Innenhebels übergreifenden Querbügels der Schlepphebel unnötig tief baut. Hier können Freigängigkeitsprobleme im Zylinderkopfbereich auftreten.
  • Nachteilig ist es des Weiteren, dass der Bolzen für die Rolle als Gegenlaufflächen im Innenhebel verstemmt oder anderweitig mit dem Innenhebel befestigt werden muss. Dies erhöht den Fertigungsaufwand. Zudem ist die Rolle mit Bolzen nach erstmaliger Befestigung nicht wieder demontierbar. Eine Demontage wäre jedoch ggf. für den Service-Fall bzw. für den Fall einer Zupaarung von vorsortierten Rollen zur Spieleinstellung wünschenswert.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlepphebel der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei dem die aufgeführten Nachteile beseitigt sind.
    • Lösung der Aufgabe
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Bolzen im Innenhebel "fliegend" gelagert ist und mit je einem Ansatz geringfügig über die Arme des Innenhebels hinaussteht, wobei im Koppelfall Oberseiten der Ansätze an Unterseiten von Anschlagflächen anliegen, die an Innenflächen der Seitenwände des Außenhebels appliziert sind.
  • Somit sind die vorbeschriebenen Nachteile beseitigt. Der Schutzbereich dieser Erfindung bezieht sich auch auf Lösungen an schaltbaren Schlepphebeln, bei denen eine so genannte "Querverriegelung" appliziert ist. Aufgrund der internen Anschlagmaßnahmen, die vorzugsweise von Innenflächen von Seitenwänden des Außenhebels einteilig ausgehen, kann auf den vorgenannten bügelartigen Anschlag, welcher den Innenhebel untergreift, verzichtet werden. Der Bolzen für die Rolle wird demnach geringfügig breiter als der Innenhebel gestaltet, so dass dessen Oberseiten in einfacher Art und Weise an Unterseiten der Anschlagflächen im Koppelfall anliegen. Somit wird eine Fluchtung der Aufnahmen für die Koppelmittel im Nockengrundkreis geschaffen. Gleichzeitig kann über diese Anschlagmaßnahmen eine Freigängigkeit der Gegenlauffläche des Innenhebels im Nockengrundkreis in Bezug auf deren Nocken realisiert werden. Durch letztgenannte Maßnahme wird eine konstruktive Überbestimmung vermieden und gleichzeitig Grundkreisreibung reduziert.
  • Unter der Bezeichnung "fliegend" ist eine Anordnung des Bolzens in der entsprechenden Aufnahme im Innenhebel gemeint, die auf jedwede Befestigung verzichtet. Der Bolzen zentriert sich somit mit seinen Außenstirnseiten an Innenflächen der Seitenwände des Außenhebels selbst.
  • Zweckmäßigerweise werden Unterseiten der Anschlagflächen, die ggf. auch separat ausgebildet sein können, komplementär zu Oberseiten der Bolzen realisiert.
  • Anstelle des vorgesehenen "Hubumschalters" als Schlepphebel kann auch ein "Hubabschalter" vorliegen, d.h. im Entkoppelfall der Hebelteile würde keine Öffnung des Gaswechselventils realisiert werden.
  • Zweckmäßigerweise ragen die Anschlagflächen nur geringfügig von den Innenflächen der Seitenwände des Außenhebels nach innen. In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es zudem vorgesehen, die Anschlagflächen einteilig von Oberseiten der Seitenwände des Außenhebels ausgehen zu lassen. Diese können auch einteilig mit Gegenlaufflächen für Niedrighubnocken, die als Gleitflächen ausgebildet sein können, dargestellt werden, so dass im Querschnitt in diesem Bereich ein T- oder eine T-ähnliches Profil vorliegt. Es ist jedoch auch vorgesehen, die Anschlagflächen beabstandet zu den vorgenannten Oberseiten tiefer anzuordnen.
  • Auch ist eine Lösung vom Schutzbereich eingeschlossen, bei der am Außenhebel ebenfalls Rollen als Gegenlaufflächen appliziert sind oder bei der lediglich am Außenhebel Rollen als Gegenlaufflächen vorliegen und der Innenhebel mit einer Gleitfläche versehen ist.
  • Die vorgeschlagene Lost-Motion-Feder baut relativ kompakt. Außerdem ist durch Anlage deren einen Schenkels auf einer Oberseite eines Querstegs des Außenhebels im Entkoppelfall eine "Ausdrehsicherung" für den Innenhebel in Zylinderkopfrichtung geschaffen, derart, dass der Bolzen nicht verloren gehen kann.
  • Anstelle der Drehschenkelfeder als Lost-Motion-Feder können ggf. auch Schraubendruckfedern oder dergleichen eingesetzt werden. Als Schwenklager für den Schlepphebel ist insbesondere an eine Kalotte gedacht. Über diese kann der Schlepphebel auf einem Kopf eines hydraulischen oder mechanischen Abstützelements gelagert sein. Ggf. ist jedoch auch eine Anordnung des Schlepphebels auf einer Schwenkachse o. dgl. denkbar und vorgesehen.
  • Eine besonders zweckmäßige Variante einer Zufuhr von Hydraulikmittel zum Schlepphebel zur Verlagerung der Koppelmittel in wenigstens eine Richtung liegt dann vor, wenn das Hydraulikmittel über den Kopf des Abstützelements, das Schwenklager und einen kurzen Hydraulikmittelkanal direkt in die Aufnahme für das Koppelmittel geleitet wird. Der Schlepphebel kann dabei so vorliegen, dass er im drucklosen Zustand entweder mechanisch verriegelt oder mechanisch entriegelt ist.
  • Ggf. können an dem erfindungsgemäßen Schlepphebel auch weitere Beaufschlagungsmittel für den wenigstens einen Kolben als Koppelmittel vorgesehen sein, so beispielsweise eine beidseitig hydraulische, eine elektromagnetische, eine magnetische und ähnliches.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schlepphebel;
    Figur 2
    einen Längsschnitt durch den Außenhebel des vorgenannten Schlepphebels und
    Figur 3
    einen Querschnitt durch den Schlepphebel im Bereich dessen Bolzen in Richtung zur Anlage für das Gaswechselventil.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • Die Figuren offenbaren einen schaltbaren Schlepphebel 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Dieser hat einen Außenhebel 3. Zwischen Seitenwänden 2 des Außenhebels 3 ist ein Innenhebel 4 gelagert. Dieser weist zwei beabstandete Arme 7 auf, zwischen denen eine Rolle als Gegenlauffläche 6 für einen Großhubnocken verläuft. Diese Rolle ist hier über Wälzkörper auf einem Bolzen 5 gelagert, der "fliegend", demnach nicht befestigt, im Innenhebel 4 verläuft.
  • Der Außenhebel 3 hat an einem Ende 11 an einer Unterseite 8 ein als Kalotte ausgebildetes Schwenklager 12. Über dieses ist er auf einem Kopf eines beispielsweise hydraulischen Abstützelements verschwenkbeweglich lagerbar. Am anderen Ende 9 hat der Außenhebel 3 an der Unterseite 8 einen Quersteg 25 mit einer Anlage 10 für ein Gaswechselventil. Ggf. kann der Schlepphebel 1 auch so ausgelegt sein, dass er zur Öffnung mehrerer gleichwirkender Gaswechselventile dient.
  • Des Weiteren geht hervor, dass der Außenhebel 3 oberhalb des Schwenklagers 12 eine hier längs verlaufende Aufnahme 13 besitzt. In dieser Aufnahme 13 sitzt im Entkoppelfall ein beispielsweise kolbenartiges Koppelmittel 15. Am anderen Ende 9 ist eine Achse 12a angeordnet, auf welcher die Hebel 3, 4 zueinander relativ verschwenkbeweglich verlaufen.
  • Wie insbesondere Figur 3 offenbart, ist innerhalb der Arme 7 des Innenhebels 4 auf der Achse 12a eine Drehschenkelfeder 22 als Lost-Motion-Feder angeordnet. Dabei ist deren wenigstens einer Schenkel 23 (s. a. Fig. 1) auf einer Oberseite 24 des vorgenannten Quersteges 25 abgestützt. Deren anderer Schenkel 26 wirkt gegen einen Querbalken 27 des Innenhebels 4. Somit ist eine Rückführung des Innenhebels 4 in dessen Abkoppelmodus an seinen Großhubnocken garantiert.
  • Zu erkennen ist außerdem (s. insb. Figur 3), dass Oberseiten 20 der Seitenwände 2 des Außenhebels 3 zumindest im Bereich einer Mitte segmentartig nach außen zur Bildung von Gleitflächen als Gegenlaufflächen 21 für Nocken abstehen. Diese Gegenlaufflächen 21 bilden von Innenflächen 19 der Seitenwände 2 abschnittsweise und geringfügig nach innen abstehende Anschlagflächen18.
  • Der Bolzen 5 ragt mit seinen beidendigen Ansätzen 15a geringfügig über die Arme 7 des Innenhebels 4 hinaus. Zur Schaffung einer fluchtenden Position der Aufnahme 13 zu einer Aufnahme 14 an einer Unterseite des Innenhebels 4, schlagen Oberseiten 16 der Ansätze 15a des Bolzens 5 an komplementäre Unterseiten 17 der Anschlagfläche 18 an, wobei hier auch eine Kopplung in eine Bohrung denkbar ist. Bei Nockengrundkreisdurchlauf ist die als Rolle ausgebildete Gegenlauffläche 6 des Innenhebels 4 ohne Nockenkontakt, wobei sich die vorhergehend genannten Gegenlaufflächen 21 am Außenhebel 3 an ihren Nocken abstützen.
    • Liste der Bezugszahlen
    • 1)
    Schlepphebel
    2)
    Seitenwand
    3)
    Außenhebel
    4)
    Innenhebel
    5)
    Bolzen
    6)
    Gegenlauffläche
    7)
    Arm
    8)
    Unterseite
    9)
    Ende
    10)
    Anlage
    11)
    Ende
    12)
    Schwenklager
    12a)
    Achse
    13)
    Aufnahme
    14)
    Aufnahme
    15)
    Koppelmittel
    15a)
    Ansatz
    16)
    Oberseite
    17)
    Unterseite
    18)
    Anschlagfläche
    19)
    Innenfläche
    20)
    Oberseite
    21)
    Gegenlauffläche
    22)
    Drehschenkelfeder
    23)
    Schenkel
    24)
    Oberseite
    25)
    Quersteg
    26)
    Schenkel
    27)
    Querbalken
    28)
    Hydraulikmittelkanal

Claims (7)

  1. Schaltbarer Schlepphebel (1) eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, mit einem Außen- und einem zwischen dessen Seitenwänden (2) angeordneten Innenhebel (3, 4), welcher Innenhebel (4) eine auf einem Bolzen (5) gelagerte Rolle als Gegenlauffläche (6) für einen Hubnocken zwischen seinen Armen (7) besitzt, wobei dem Schlepphebel (1) an einer Unterseite (8) an einem Ende (9) eine Anlage (10) für ein Gaswechselventil und am anderen Ende (11) ein Schwenklager (12) immanent sind, wobei die Hebel (3, 4) an einem der Enden (9, 11) auf einer gemeinsamen Achse (12a) verlaufen und an dem der Achse (12a) abgewandten Ende (11, 9) sich längs erstreckende, im Nockengrundkreis zueinander fluchtende Aufnahmen (13, 14) haben, wobei in wenigstens einer der Aufnahmen (13, 14) ein Koppelmittel (15) angeordnet ist, das für eine Kopplung der Hebel (3, 4) abschnittsweise in die gegenüberliegende Aufnahme (14, 13) verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (5) im Innenhebel (4) "fliegend" gelagert ist und mit je einem Ansatz (15a) geringfügig über die Arme (7) des Innenhebels (4) hinaussteht, wobei im Koppelfall Oberseiten (16) der Ansätze (15) an Unterseiten (17) von Anschlagflächen (18) anliegen, die an Innenflächen (19) der Seitenwände (2) des Außenhebels (3) appliziert sind.
  2. Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagflächen (18) einteilig von Oberseiten (20) der Seitenwände (2) des Außenhebels (3) ausgehen, wobei deren Unterseiten (17) komplementär zu den Ansätzen (15a) des Bolzen (5) sind.
  3. Schlepphebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwand (2) des Außenhebels (3) an ihrer Oberseite (20) einteilig mit einer abstehenden, segmentartigen Gleitfläche als Gegenlauffläche (21) für einen weiteren Hubnocken dargestellt ist, welche Gegenlauffläche (21) glattflächig von der Oberseite (20) aus zur Bildung der entsprechenden Anschlagfläche (18) abschnittsweise nach innen ragt.
  4. Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwand (2) des Außenhebels (3) an deren Oberseite (20) mit einer Gleitfläche als Gegenlauffläche (21) für einen respektiven Niedrighubnocken und die Rolle im Innenhebel (4) als Gegenlauffläche (6) für einen Großhubnocken ausgebildet sind, wobei entweder die Gegenlauffläche (6) des Innenhebels (4) oder die Gegenlaufflächen (21) des Außenhebels (3) im Nockengrundkreis kontaktfrei vorliegen.
  5. Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (10) für das Gaswechselventil sowie das Schwenklager (12) am Außenhebel (3) angeordnet sind, wobei die Achse (12a) auf der Seite der Anlage (10) verläuft.
  6. Schlepphebel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (12a) zwischen den Armen (7) des Innenhebels (4) von wenigstens einer Drehschenkelfeder (22) als Lost-Motion-Feder umschlossen ist, wobei deren einenendiger Schenkel (23) gegen eine Oberseite (24) eines Quersteges (25) des Außenhebels (3) wirkt, welcher Quersteg (25) die Anlage (10) für das Gaswechselventil anderenseitig besitzt und wobei deren anderenendiger Schenkel (26) unter einen Querbalken (27) des Innenhebels (4) greift, welcher Querbalken (27), in Hebellängsrichtung von der Achse (12a) aus gesehen, vor der Rolle als Gegenlauffläche (6) angeordnet ist.
  7. Schlepphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (12) als Kalotte zur Auflage auf einem Kopf eines mechanischen oder hydraulischen Abstützelements ausgebildet ist, wobei die Aufnahme (13) für das Koppelmittel (15) oberhalb des Schwenklagers (12) im Bereich einer Längsmittelachse des Schlepphebels (1) angeordnet und zumindest im Falle einer Verwendung eines hydraulischen Abstützelements von einem Hydraulikmittelkanal geschnitten ist, der vom Schwenklager (12) ausgeht.
EP06818222A 2005-08-05 2006-07-08 Schaltbarer schlepphebel eines ventiltriebs einer brennkraftmaschine Active EP1915517B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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