EP2041401B1 - Nockentrieb - Google Patents
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- EP2041401B1 EP2041401B1 EP07787054A EP07787054A EP2041401B1 EP 2041401 B1 EP2041401 B1 EP 2041401B1 EP 07787054 A EP07787054 A EP 07787054A EP 07787054 A EP07787054 A EP 07787054A EP 2041401 B1 EP2041401 B1 EP 2041401B1
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- European Patent Office
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- rocker arm
- arm
- gas exchange
- actuating element
- exchange valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0031—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of tappet or pushrod length
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/18—Rocking arms or levers
- F01L1/185—Overhead end-pivot rocking arms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
- F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
- F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
- F01L1/2405—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the cylinder head and rocker arm
Definitions
- the invention relates to a cam drive with a camshaft and arranged thereon cams and at least one, a cam follower having rocker arm according to the preamble of claim 1.
- one or more cylinders can be switched off during a part-load operation of the motor vehicle or at least operated with reduced energy.
- devices for influencing a valve control in particular for switching off individual cylinders, are known from a large number of publications, of which the following are briefly explained below.
- the cam drive has at least one, a cam follower having rocker arm, which is operatively connected via its first arm with a plunger-like abutment and its second arm with the at least one gas exchange valve of the associated cylinder.
- the rocker arm has an inner and an outer rocker arm, which is mounted on a slot is such that the inner rocker arm can be axially displaced relative to the outer rocker arm, resulting in a change of the valve lift.
- Such an axial displacement of the outer rocker arm is triggered relative to the inner rocker arm by an electromagnet.
- the invention is concerned with the problem of providing a cam drive of the generic type an improved embodiment, which is characterized in particular by a structurally simple design and an arrangement of the device for changing the stroke of a gas exchange valve to stationary parts.
- the invention is based on the general idea, in a cam drive with a camshaft and arranged thereon cams and at least one cam follower having rocker arm, which is on the one hand with a plunger-like abutment and on the other hand with at least one gas exchange valve of an associated cylinder, operatively connected to a means for changing the Hubes of at least one gas exchange valve in the manner of a rotatable actuating element form, wherein the actuating element is rotatably mounted at least between two positions, preferably between two end positions about an axis of the plunger-like abutment and wherein a valve in a first position of the actuating element is smaller or larger than in comparison to a second position of the actuating element.
- the rocker arm In two end positions, the rocker arm is opposite the plunger-like abutment in one end position in a coupled state and in the other end position in a disengaged state.
- the actuating element is rotatably mounted only between the two end positions, wherein it generates a normal, in particular maximum, valve lift of the gas exchange valve in a first end position, while it is in his second end position produces a reduced or no valve lift, the latter being equivalent to a cylinder deactivation. It is conceivable, of course, also different intermediate positions between the two end positions, whereby a particularly accurate control of the valve is made possible.
- Such a rotatable actuator is structurally simple to manufacture and thereby cost.
- the device between the first arm of the rocker arm and the plunger-like abutment is arranged.
- This offers the advantage that almost no additional space required for the arrangement of the device according to the invention, so that the device can be applied even in confined spaces, which are often found in the range of cylinder heads.
- An actuating device for actuating the actuating element can be arranged, for example in the form of an actuator in the region of the cylinder head and optionally used for one or more actuating element. It is conceivable in particular that each actuator is assigned a separate actuator or several actuators are actuated by a common actuator.
- the rocker arm is formed in two parts and has an outer and an inner rocker arm, wherein the actuating element in a first position on outer rocker arm is supported so that it is in contact with a first cam of the camshaft and can perform an oscillating tilting movement, which causes an actuation of the gas exchange valve of the associated cylinder.
- the actuating element is displaced in a second position, for example in a second end position relative to the outer rocker arm and is based exclusively on the inner rocker arm, so that the inner rocker arm is in contact with a second cam of the camshaft and can perform an oscillating tilting movement , which causes a change in the first position changed actuation of the associated gas exchange valve.
- the configuration of the inner or outer rocker arm and the two associated cam on the camshaft thereby succeeds a particularly accurate and finely tuned control of the valve, whereby a particularly e-energy-saving operation of the engine and thereby a reduction in energy costs can be achieved.
- a part of a cam drive 1 which comprises a camshaft (not shown) with cams 18 arranged thereon, as well as a rocker arm 3 having a cam follower 2.
- the rocker arm 3 is connected via its first arm 4 with a plunger-like abutment 5 and via its second arm 6 with at least one gas exchange valve 7 of an associated cylinder, not shown, operatively connected.
- the cam follower 2 is according to the Fig. 1 formed as a ring which is held by a pin 8 in a receptacle 9 on the rocker arm 3.
- a device 10 for changing the stroke of the at least one gas exchange valve 7 is provided between the first arm 4 of the rocker arm 3 and the abutment 5.
- the device 10 for changing the stroke of the gas exchange valve 7 has kipphebel character a guide pin 11, with which it engages in an associated receptacle 9 'in the first arm 4 of the rocker arm 3. Abutment side, the device 10 has a bearing surface complementary to a abutment side head trained on, over which the device 10 is supported on the plunger-like abutment 5.
- the actuating element 12 is rotatably mounted between two positions about an axis 13 of the plunger-like abutment 5, wherein a valve lift in a first, engaged position (see Fig. 2a ) of the actuating element 12 in comparison to a second, disengaged position (see Fig. 2b ) is changed.
- a rotational movement of the actuating element can take place via an actuator arm 14 which, for example, is connected to an actuator, not shown, in particular an actuator, or is operatively connected thereto. It is conceivable that each actuator is associated with an actuator 12 or that multiple actuators 12 are controlled by one and the same actuator.
- a spring device 15 is provided, which biases the rocker arm 3 and the first arm 4 of the rocker arm 3 against the associated cam, not shown, of the camshaft.
- the spring device 15 is designed as a leg spring and engages on the one hand on the second arm 6 of the rocker arm 3 and on the other hand on the guide pin 11 of the fastening element 12 as an abutment.
- the rocker arm 3 executes a tilting movement, whereby the tilting axis varies as a function of the position of the actuating element 12.
- the actuating element 12 In the position of the actuating element 12 in its second end position (see Fig. 1 and 2a ), the actuating element 12 during the oscillating tilting movement of the rocker arm 3 in this at least partially, wherein the rocker arm 3 then performs a tilting movement about the free end of the second arm 6, without causing actuation of the associated gas exchange valve 7. If, however, the actuator 12 is rotated by 90 ° (see Fig.
- the actuator 12 is in a first position, in particular in a first end position, wherein it is supported on the rocker arm 3, so that it performs an oscillating tilting movement, which causes actuation of the gas exchange valve 7 of the associated cylinder.
- the actuating element 12 can thus be rotated between at least two end positions, wherein the first end position leads to a "normal" stroke of the gas exchange valve 7, while the second end position causes a reduced stroke, in particular a zero stroke of the gas exchange valve 7.
- the latter is referred to as "cylinder deactivation”.
- at least one intermediate position is provided, in which the actuating element 12 is not so deep in the second arm 4 of the rocker arm 3 dips, as is the case in the second end position and thus to a reduced compared to the first end position and in the Compared to the second end position increased valve lift of the gas exchange valve 7 leads.
- a particularly accurate control of the valve lift of the gas exchange valve 7 is possible.
- a device 10 for changing the stroke of the gas exchange valve 7 is shown, in which the rocker arm 3 is formed in two parts and a Kipphebelelement 16 and an inner lying in Kipphebelelement 16 arm 17 is provided. Similar in the Fig. 1 and 2 is also in the device 10 according to the Fig. 3 a cam follower 2 is provided which is mounted on the rocker arm 3 via a bolt 8. Unlike the Fig. 1 and 2 the device 10 according to the Fig. 3 However, the inner arm 17 which is rotatable relative to the rocker arm 3 about the axis 13 '.
- a spring means 15 is provided which is preferably designed as a leg spring and which is arranged in the region of the second arm 6 of the rocker arm 3 and the free end thereof and the rocker arm 3 biases against the associated cam of the camshaft and against the abutment 5 via the inner arm 17.
- the actuator 12 for changing the stroke of the gas exchange valve 7 is different from the Fig. 1 and 2 designed differently, in particular in such a way that between a first end position and a second end position are only about 45 °.
- the Actuator 12 also has a guide pin 11, which is the inner arm 17 facing disposed on the actuating element 12 and engages mounted device 10 in a corresponding receptacle 9 'on the inner arm 17.
- the actuating element 12 On its side facing the plunger-like abutment 5, the actuating element 12 has a bearing surface formed complementary to a head of the plunger-like abutment 5, which ensures reliable interaction between the actuating element 12 and the abutment 5.
- Fig. 4a is shown in the execution after Fig. 3 the actuating element 12 in its first position, in particular in its first end position and is supported on the rocker arm member 16 so that it performs an oscillating tilting movement, which causes an actuation of the associated gas exchange valve 7.
- the actuator 12 according to the Fig. 4b rotated by 45 ° and thus in a second position, in particular in its second end position in which it is at least partially immersed in the Kipphebelelement 16 and exclusively on the inner arm 17 is supported, so that the Kipphebelelement 16 a tilting movement about the free end of its second arm 6 executes without causing actuation of the associated gas exchange valve 7. Since a cam 18 both in the Fig.
- valve lift difference between the Fig. 4a and 4b results from an addition of the valve lift changes a and b according to the Fig. 4a and b .
- a valve lift with its actuating element 12 in its first end position, changes markedly to a valve lift when the actuating element 12 is in its second end position.
- the valve lift is greatly reduced in the second end position of the actuating element 12 or is zero in the extreme case, so that in this case the associated gas exchange valve 7 moves no valve lift, resulting in a cylinder shutdown.
- a device 10 is shown, in which the rocker arm 3 is formed in two parts and two independently operating rocker arm 3 'and 3 "with two independently operating cam followers 2' and
- the cam follower 2 ' is the same or at least similar formed as the cam follower 2 according to the Fig. 1 to 4 while the cam follower 2 "is arranged as a sliding surface 19 on the outer rocker arm 3".
- a spring device 15 which is designed as a leg spring. The spring device 15 braces the two rocker arms 3 'and 3 "toward each other.
- the inner rocker arm 3 ' is rotatably supported on the outer rocker arm 3 "via a bolt 8. Further different from the embodiments of the apparatus 10 according to FIGS Fig. 1 to 4 is at the FIGS. 5 and 6 in that 18 additional cams 18 'are provided in addition to the cam.
- the actuator 12 has as in the Fig. 1 to 4 also according to Fig. 5 a guide pin 11 which 'engages in an associated receptacle 9 on the inner rocker arm 3, wherein additionally in the region of the guide pin 11, a part-spherical sliding surface 19 is provided.
- Fig. 1 to 4 also has the actuator 12 according to the FIGS. 5 and 6 an actuator arm 14, which can be connected to an actuator, not shown.
- the actuating element 12 In a first position, in particular its first end position, the actuating element 12 is supported on the outer rocker arm 3 "(cf. Fig. 6a ) so this one with a first cam 18 of the camshaft in contact and performs an oscillating tilting movement, which causes actuation of the gas exchange valve 7 of the associated cylinder.
- the actuating element 12 In its second position, however, in particular in a second end position, the actuating element 12 at least partially immersed in the outer rocker arm 3 "and is supported on the inner rocker arm 3 ', so that the inner rocker arm 3' with a second cam 18 'of the camshaft is in contact and performs an oscillating tilting movement, which causes a comparison of the first position changed actuation of the associated gas exchange valve 7 (see Fig. 6 ).
- intermediate positions are provided between the two end positions, in which the valve lift of the gas exchange valve 7 is changed compared to the first end position and compared to the second end position.
- the first cam 18 and the second cam 18 ' can be achieved in the second end position of the actuating element 12 to a reduction of the valve stroke up to a complete shutdown of the associated cylinder.
- the actuating element 12 is a component which is not moved during normal operation of the internal combustion engine, so that essentially a stationary device 10 for changing the valve lift is created, which compared to an internal combustion engine without inventive device 10 does not increase energy costs due to generated moving masses.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Nockentrieb mit einer Nockenwelle und darauf angeordneten Nocken sowie zumindest einen, einen Nockenfolger aufweisenden Kipphebel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Um den Energieverbrauch von Kraftfahrzeugen weiter reduzieren zu können, können insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit einer größeren Zylinderanzahl, einzelne oder mehrere Zylinder bei einem Teillastbetrieb des Kraftfahrzeuges abgeschaltet oder zumindest energiereduziert betrieben werden. Dabei sind Einrichtungen zum Beeinflussen einer Ventilsteuerung, insbesondere zum Abschalten einzelner Zylinder, aus einer großen Anzahl von Veröffentlichungen bekannt, wovon nachfolgend die nächstliegenden kurz erläutert sind.
- Aus der
US 5,529,033 ist eine Einrichtung für einen Nockentrieb mit einer Nockenwelle und darauf angeordneten Nocken bekannt, mit Hilfe welcher ein Ventilhub zumindest eines Gaswechselventils verändert werden kann. Der Nockentrieb besitzt dabei zumindest einen, einen Nockenfolger aufweisenden Kipphebel, der über seinen ersten Arm mit einem stößelartigen Widerlager und über seinen zweiten Arm mit dem wenigstens einen Gaswechselventil des zugehörigen Zylinders wirkungsverbunden ist. Der Kipphebel weist einen inneren und einen äußeren Kipphebel auf, der über ein Langloch gelagert ist, so dass der innere Kipphebel relativ zum äußeren Kipphebel axial verschoben werden kann, was zu einem Verändern des Ventilhubs führt. Ausgelöst wird eine derartige axiale Verschiebung des äußeren Kipphebels relativ zum inneren Kipphebel durch ein Elektromagnet. - Aus der
US 5,682,848 ist eine weitere Einrichtung zum Verändern eines Hubes eines Gaswechselventils eines Verbrennungsmotors bekannt, welche neben einer elektromagnetischen Feder zumindest einen weiteren Hebel, insbesondere einen axial teleskopierbaren Aktuatorarm aufweist. Gleichzeitig wird auch eine Kontrolleinheit zur Steuerung der Einrichtung benötigt, wobei alle voran genannten Komponenten mit Ausnahme der Kontrolleinheit im Bereich des Zylinderkopfes untergebracht sind und daher einen nicht zu unterschätzenden Bauraumbedarf aufweisen. Darüber hinaus ist die bekannte Einrichtung relativ aufwändig und dadurch kostspielig. - Weitere Einrichtungen zum Verändern eines Hubes von Gaswechselventilen bei Verbrennungsmotoren sind beispielsweise aus der
US 4,151,817 , aus derUS 5,655,487 , aus derUS 6,460,495 B1 , aus derUS 6,752,107 B2 aus derDE 19819068 A1 und derUS 6,655,331 B2 bekannt. - Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Nockentrieb der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche sich insbesondere durch eine konstruktiv einfache Bauweise sowie eine Anordnung der Einrichtung zur Veränderung des Hubes eines Gaswechselventils an unbewegten Teilen auszeichnet.
- Dieses Problem wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruches 1 gelöst.
- Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Nockentrieb mit einer Nockenwelle und darauf angeordneten Nocken sowie zumindest einem, einen Nockenfolger aufweisenden Kipphebel, der einerseits mit einem stößelartigen Widerlager und andererseits mit wenigstens einem Gaswechselventil eines zugehörigen Zylinders wirkungsverbunden ist, eine Einrichtung zum Verändern des Hubes des wenigstens einen Gaswechselventils in der Art eines drehbaren Betätigungselementes auszubilden, wobei das Betätigungselement zumindest zwischen zwei Stellungen, vorzugsweise zwischen zwei Endstellungen, um eine Achse des stößelartigen Widerlagers drehbar gelagert ist und wobei ein Ventilhub in einer ersten Stellung des Betätigungselementes kleiner oder größer ist als im Vergleich zu einer zweiten Stellung des Betätigungselementes. Bei zwei Endstellungen befindet sich der Kipphebel gegenüber dem stößelartigen Widerlager in einer Endstellung in einem eingekuppeltem Zustand und in der anderen Endstellung in einem ausgekuppelten Zustand. Denkbar ist hierbei, dass das Betätigungselement lediglich zwischen den beiden Endstellungen verdrehbar gelagert ist, wobei es in einer ersten Endstellung einen normalen, insbesondere maximalen, Ventilhub des Gaswechselventils erzeugt, während es in seiner zweiten Endstellung einen reduzierten oder gar keinen Ventilhub erzeugt, wobei letzteres mit einer Zylinderabschaltung gleichzusetzen ist. Denkbar sind hierbei selbstverständlich auch unterschiedliche Zwischenstellungen zwischen den beiden Endstellungen, wodurch eine besonders genaue Steuerung des Ventilhubes ermöglicht wird. Ein derartiges drehbares Betätigungselement ist konstruktiv einfach herzustellen und dadurch kostengünstig.
- Zweckmäßig ist die Einrichtung zwischen dem ersten Arm des Kipphebels und dem stößelartigen Widerlager angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass für die Anordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung nahezu kein zusätzlicher Bauraumbedarf entsteht, so dass die Einrichtung auch bei beengten Platzverhältnissen, welche oftmals im Bereich von Zylinderköpfen anzutreffen sind, angewendet werden können. Eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung des Betätigungselementes kann beispielsweise in der Form eines Stellantriebes im Bereich des Zylinderkopfes angeordnet werden und wahlweise für ein oder mehrere Betätigungselement genutzt werden. Denkbar ist hierbei insbesondere, dass jedem Betätigungselement eine separate Betätigungseinrichtung zugeordnet ist oder aber mehrere Betätigungselemente von einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung betätigt werden.
- Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Kipphebel zweiteilig ausgebildet und weist einen äußeren und einen inneren Kipphebel auf, wobei sich das Betätigungselement in einer ersten Stellung am äußeren Kipphebel abstützt, so dass dieser mit einem ersten Nocken der Nockenwelle in Kontakt steht und eine oszillierende Kippbewegung ausführen kann, die ein Betätigen des Gaswechselventils des zugehörigen Zylinders bewirkt. Demgegenüber ist das Betätigungselement in einer zweiten Stellung, beispielsweise in einer zweiten Endstellung, gegenüber dem äußeren Kipphebel verlagert und stützt sich dabei ausschließlich am inneren Kipphebel ab, so dass der innere Kipphebel mit einem zweiten Nocken der Nockenwelle in Kontakt steht und eine oszillierende Kippbewegung ausführen kann, die ein im Vergleich zur ersten Stellung verändertes Betätigen des zugehörigen Gaswechselventils bewirkt. Bei dieser Ausführungsform ist es somit möglich, je nach Ausführungsform der beiden Nocken Einfluss auf den Ventilhub des zugehörigen Gaswechselventils zu nehmen. Dabei ist sowohl eine Zylinderabschaltung, also kein Ventilhub vorstellbar oder aber eine sogenannte "Zylinderumschaltung", wobei hier der zweite Nocken eine andere Form als der erste Nocken aufweist und einen im Vergleich zur ersten Stellung des Betätigungselementes veränderten Ventilhub, insbesondere reduzierten, erzeugt. Je nach Ausgestaltung des inneren bzw. äußeren Kipphebels sowie der beiden zugehörigen Nocken auf der Nockenwelle gelingt dadurch eine besonders exakte und fein abgestimmte Steuerung des Ventilhubes, wobei ein besonders e-nergiesparendes Betreiben des Verbrennungsmotors und dadurch eine Reduzierung der Energiekosten erreicht werden können.
- Vorteilhafte, nachstehend näher erläuterte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt.
- Dabei zeigen, jeweils schematisch und in perspektivischer Ansicht
- Fig. 1
- eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Einrichtung zum Verändern eines Ventilhubes,
- Fig. 2a
- eine Einrichtung gemäß
Fig. 1 bei einer Zylinderabschaltung, - Fig. 2b
- eine Darstellung wie in
Fig. 2a , jedoch bei verändertem Ventilhub, - Fig. 3
- eine Explosionszeichnung einer Einrichtung zum Verändern eines Ventilhubes mit einem anderen Aufbau,
- Fig. 4a
- eine Einrichtung wie in
Fig. 3 mit einem sich in einer ersten Endstellung befindlichen Betätigungselement, - Fig. 4b
- eine Darstellung wie in
Fig. 4a , jedoch mit einem sich in einer zweiten Endstellung befindlichen Betätigungselement und damit verändertem Ventilhub, - Fig. 5
- eine Explosionszeichnung einer weiteren Ausführungsform einer Einrichtung zum Verändern des Ventilhubes,
- Fig. 6a
- eine Einrichtung gemäß der
Fig. 5 mit einem Betätigungselement in seiner ersten Endstellung, - Fig. 6b
- eine Darstellung wie in
Fig. 6a , jedoch mit einem Betätigungselement in dessen zweiter Endstellung damit verändertem Ventilhub. - Gemäß
Fig. 1 ist ein Teil eines Nockentriebs 1 gezeigt, welcher eine nicht gezeigte Nockenwelle mit darauf angeordneten Nocken 18, ebenso wie einen, einen Nockenfolger 2 aufweisenden Kipphebel 3 umfasst. Der Kipphebel 3 ist über seinen ersten Arm 4 mit einem stößelartigen Widerlager 5 und über seinen zweiten Arm 6 mit wenigstens einem Gaswechselventil 7 eines zugehörigen, nicht gezeigten Zylinders, wirkungsverbunden. Der Nockenfolger 2 ist dabei gemäß derFig. 1 als Ring ausgebildet, welcher über einen Bolzen 8 in einer Aufnahme 9 am Kipphebel 3 gehalten ist. Zwischen dem ersten Arm 4 des Kipphebels 3 und dem Widerlager 5 ist eine Einrichtung 10 zum Verändern des Hubes des wenigstens einen Gaswechselventils 7 vorgesehen. Die Einrichtung 10 zum Verändern des Hubes des Gaswechselventils 7 weist dabei kipphebelseitig einen Führungsstift 11 auf, mit welchem sie in eine zugehörige Aufnahme 9' im ersten Arm 4 des Kipphebels 3 eingreift. Widerlagerseitig weist die Einrichtung 10 eine zu einem widerlagerseitigen Kopf komplementär ausgebildete Lagerfläche auf, über welche sich die Einrichtung 10 am stößelartigen Widerlager 5 abstützt. - Generell weist die Einrichtung 10 zum Verändern des Hubes des wenigstens einen Gaswechselventils 7 ein Betätigungselement 12 auf, an welchem der Führungsstift 11 angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist das Betätigungselement 12 zwischen zwei Stellungen um eine Achse 13 des stößelartigen Widerlagers 5 drehbar gelagert, wobei ein Ventilhub in einer ersten, eingekuppelten Stellung (vergleiche
Fig. 2a ) des Betätigungselementes 12 im Vergleich zu einer zweiten, ausgekuppelten Stellung (vergleicheFig. 2b ) verändert ist. Eine Drehbewegung des Betätigungselementes kann dabei über einen Aktuatorarm 14 erfolgen, welcher beispielsweise an einen nicht gezeigten Aktuator, insbesondere einen Stellantrieb, angeschlossen beziehungsweise mit diesem wirkungsverbunden ist. Dabei ist denkbar, dass jedem Aktuator ein Betätigungselement 12 zugeordnet ist oder aber dass mehrere Betätigungselemente 12 von ein und demselben Aktuator gesteuert werden. - Am ersten Arm 4 des Kipphebels 3 ist eine Federeinrichtung 15 vorgesehen, welche den Kipphebel 3 bzw. den ersten Arm 4 des Kipphebels 3 gegen den zugehörigen, nicht gezeigten Nocken der Nockenwelle vorspannt. Dabei ist die Federeinrichtung 15 als Schenkelfeder ausgebildet und greift einerseits an dem zweiten Arm 6 des Kipphebels 3 und andererseits an dem Führungsstift 11 des Befestigungselementes 12 als Widerlager an.
- Beim Betrieb des Nockentriebs 1 führt der Kipphebel 3 eine Kippbewegung aus, wobei die Kippachse in Abhängigkeit der Stellung des Betätigungselementes 12 variiert. Bei der Stellung des Betätigungselementes 12 in seiner zweiten Endlage (vergleiche
Fig. 1 und 2a ) taucht das Betätigungselement 12 während der oszillierenden Kippbewegung des Kipphebels 3 in diesen zumindest teilweise ein, wobei der Kipphebel 3 dann eine Kippbewegung um das freie Ende des zweiten Armes 6 ausführt, ohne dabei ein Betätigen des zugehörigen Gaswechselventils 7 zu bewirken. Wird dagegen das Betätigungselement 12 um 90° gedreht (vergleicheFig. 2b ), so befindet sich das Betätigungselement 12 in einer ersten Stellung, insbesondere in einer ersten Endstellung, wobei es sich am Kipphebel 3 abstützt, so dass dieser eine oszillierende Kippbewegung ausführt, welche ein Betätigen des Gaswechselventiles 7 des zugehörigen Zylinders bewirkt. - Das Betätigungselement 12 kann somit zwischen zumindest zwei Endstellungen verdreht werden, wobei die erste Endstellung zu einem "normalen" Hub des Gaswechselventils 7 führt, während die zweite Endstellung einen reduzierten Hub, insbesondere einen Nullhub, des Gaswechselventils 7 bewirkt. Letzteres wird dabei als "Zylinderabschaltung" bezeichnet. Denkbar ist dabei auch, zwischen den zwei genannten Endstellungen des Betätigungselementes 12 zumindest eine Zwischenstellung vorgesehen ist, bei welcher das Betätigungselement 12 nicht so tief in den zweiten Arm 4 des Kipphebels 3 eintaucht, wie dies in der zweiten Endstellung der Fall ist und somit zu einem im Vergleich zur ersten Endstellung reduzierten und im Vergleich zur zweiten Endstellung erhöhten Ventilhub des Gaswechselventils 7 führt. Somit ist eine besonders exakte Steuerung des Ventilhubes des Gaswechselventiles 7 möglich.
- Gemäß
Fig. 3 ist eine Einrichtung 10 zum Verändern des Hubes des Gaswechselventiles 7 gezeigt, bei der der Kipphebel 3 zweiteilig ausgebildet ist und ein Kipphebelelement 16 sowie ein innen im Kipphebelelement 16 liegender Arm 17 vorgesehen ist. Ähnlich wie in denFig. 1 und 2 ist auch bei der Einrichtung 10 gemäß derFig. 3 ein Nockenfolger 2 vorgesehen, welcher über einen Bolzen 8 am Kipphebel 3 gelagert ist. Im Unterschied zu denFig. 1 und 2 weist die Einrichtung 10 gemäß derFig. 3 jedoch den innenliegenden Arm 17 auf, der relativ zum Kipphebel 3 um die Achse 13' verdrehbar ist. - Auch bei der Einrichtung 10 gemäß der
Fig. 3 ist eine Federeinrichtung 15 vorgesehen, welche vorzugsweise als Schenkelfeder ausgebildet ist und welche im Bereich des zweiten Armes 6 des Kipphebels 3 beziehungsweise dessen freien Endes angeordnet ist und den Kipphebel 3 gegen den zugehörigen Nocken der Nockenwelle vorspannt und zwar gegenüber dem Widerlager 5 über den innenliegenden Arm 17. Das Betätigungselement 12 zum Ändern des Hubes des Gaswechselventiles 7 ist im Unterschied zu denFig. 1 und 2 anders ausgebildet, insbesondere in der Weise, dass zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung lediglich ca. 45° liegen. Das Betätigungselement 12 weist ebenfalls einen Führungsstift 11 auf, welcher dem innenliegenden Arm 17 zugewandt am Betätigungselement 12 angeordnet ist und bei montierter Einrichtung 10 in eine entsprechende Aufnahme 9' am innenliegenden Arm 17 eingreift. Auf seiner dem stößelartigen Widerlager 5 zugewandten Seite weist das Betätigungselement 12 eine komplementär zu einem Kopf des stößelartigen Widerlagers 5 ausgebildete Lagefläche auf, die ein zuverlässiges Zusammenwirken zwischen Betätigungselement 12 und Widerlager 5 gewährleistet. - Wie in
Fig. 4a gezeigt, befindet sich bei der Ausführung nachFig. 3 das Betätigungselement 12 in seiner ersten Stellung, insbesondere in seiner ersten Endstellung und stützt sich dabei am Kipphebelelement 16 ab, so dass dieses eine oszillierende Kippbewegung ausführt, die ein Betätigen des zugehörigen Gaswechselventiles 7 bewirkt. Im Unterschied dazu ist das Betätigungselement 12 gemäß derFig. 4b um 45° gedreht und damit in einer zweiten Stellung, insbesondere in seiner zweiten Endstellung, in welcher es zumindest teilweise in das Kipphebelelement 16 eintaucht und sich ausschließlich am innenliegenden Arm 17 abstützt, so dass das Kipphebelelement 16 eine Kippbewegung um das freie Ende seines zweiten Armes 6 ausführt, ohne ein Betätigen des zugehörigen Gaswechselventiles 7 zu bewirken. Da ein Nocken 18 sowohl in derFig. 4a als auch in derFig. 4b die gleiche Stellung einnimmt, lässt sich ein zwischen den beiden Figuren unterschiedlicher Ventilhub deutlich ablesen. Eine Ventilhubdifferenz zwischen derFig. 4a und 4b ergibt sich durch eine Addition der Ventilhubveränderungen a und b gemäß denFig. 4a und b . Auch hierbei ist denkbar, dass ein Ventilhub bei sich in seiner ersten Endstellung befindlichem Betätigungselement 12 deutlich verändert zu einem Ventilhub bei einem sich in seiner zweiten Endstellung befindlichen Betätigungselement 12 ausfällt. Insbesondere ist vorstellbar, dass der Ventilhub in der zweiten Endstellung des Betätigungselementes 12 stark reduziert ist oder im Extremfall null beträgt, so dass in diesem Fall das zugehörige Gaswechselventil 7 keinen Ventilhub verfährt, was zu einer Zylinderabschaltung führt. - Denkbar sind zwischen den beiden Endstellungen des Betätigungselementes 12 weitere Zwischenstellungen, zumindest jedoch eine, bei welcher ein Ventilhub im Vergleich zur ersten Endstellung des Betätigungselementes 12 und im Vergleich zur zweiten Endstellung des Betätigungselementes 12 verändert ist. Somit kann eine besonders genaue Steuerung des Ventilhubes erreicht werden.
- Gemäß den
Fig. 5 und 6 ist eine Einrichtung 10 gezeigt, bei welcher der Kipphebel 3 zweiteilig ausgebildet ist und zwei unabhängig voneinander arbeitende Kipphebel 3' und 3" mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden Nockenfolgern 2' und 2" aufweist. Dabei wird im Folgenden zwischen einem inneren Kipphebel 3' und einem äußeren Kipphebel 3" unterschieden. Der Nockenfolger 2' ist dabei gleich oder zumindest ähnlich ausgebildet wie der Nockenfolger 2 gemäß denFig. 1 bis 4 , während der Nockenfolger 2" als Gleitfläche 19 am äußeren Kipphebel 3" angeordnet ist. Ebenfalls wiederum vorgesehen ist eine Federeinrichtung 15, welche als Schenkelfeder ausgebildet. Die Federeinrichtung 15 verspannt die beiden Kipphebel 3' und 3" in Richtung aufeinander zu. - Am zweiten Arm 6 ist der innere Kipphebel 3' drehbar über einen Bolzen 8 am äußeren Kipphebel 3" gelagert. Weiter unterschiedlich zu den Ausführungsformen der Einrichtung 10 gemäß den
Fig. 1 bis 4 ist bei denFig. 5 und 6 , dass neben dem Nocken 18 weitere Nocken 18' vorgesehen sind. - Das Betätigungselement 12 weist wie in den
Fig. 1 bis 4 auch gemäßFig. 5 einen Führungsstift 11 auf, welcher in eine zugehörige Aufnahme 9' am inneren Kipphebel 3' eingreift, wobei zusätzlich im Bereich des Führungsstiftes 11 eine teilkugelartige Gleitfläche 19 vorgesehen ist. Ebenso wie in den vorangegangenenFig. 1 bis 4 weist auch das Betätigungselement 12 gemäß denFig. 5 und 6 einen Aktuatorarm 14 auf, welcher an einem nicht gezeigten Aktuator angeschlossen werden kann. - In einer ersten Stellung, insbesondere seiner ersten Endstellung, stützt sich das Betätigungselement 12 am äußeren Kipphebel 3" ab (vergleiche
Fig. 6a ) so dass dieser mit einem ersten Nocken 18 der Nockenwelle im Kontakt steht und eine oszillierende Kippbewegung ausführt, welche ein Betätigen des Gaswechselventils 7 des zugehörigen Zylinders bewirkt. In seiner zweiten Stellung hingegen, insbesondere in einer zweiten Endstellung, taucht das Betätigungselement 12 zumindest teilweise in den äußeren Kipphebel 3" ein und stützt sich am inneren Kipphebel 3' ab, so dass der innere Kipphebel 3' mit einem zweiten Nocken 18' der Nockenwelle in Kontakt steht und eine oszillierende Kippbewegung ausführt, die ein im Vergleich zur ersten Stellung verändertes Betätigen des zugehörigen Gaswechselventils 7 bewirkt (vergleicheFig. 6 ). Ebenso wie bei den Einrichtungen 10 gemäß denFig. 1 bis 4 ist bei der Einrichtung 10 gemäß denFig. 5 und 6 denkbar, dass zwischen den beiden Endstellungen Zwischenstellungen vorgesehen sind, bei welchen der Ventilhub des Gaswechselventils 7 im Vergleich zur erste Endstellung und im Vergleich zur zweiten Endstellung verändert ist. Je nach Ausführungsform der ersten Nocken 18 bzw. der zweiten Nocken 18' kann dabei eine Reduzierung des Ventilhubes bis hin zu einem völligen Abschalten des zugehörigen Zylinders in der zweiten Endstellung des Betätigungselementes 12 erreicht werden. - Mit der Einrichtung gemäß den
Fig. 5 und 6 kann somit je nach Ausführungsform der beiden Nocken 18 und 18' Einfluss auf den Ventilhub genommen werden, wodurch eine im Vergleich zu denFig. 1 bis 4 erreichbare Steuerung des Ventilhubs deutlich präzisier möglich ist, sofern unabhängig von den Ausführungsformen der Einrichtung 10 keine Zwischenstellungen zwischen den beiden Endstellungen vorgesehen sind. Allen Ausführungsformen gemäß denFig. 1 bis 6 ist dabei gemein, dass die Einrichtung 10, insbesondere das Betätigungselement 12 konstruktiv einfach ausgebildet sind und Bauraum minimierend im Bereich des ersten Armes 4 des Kipphebels 3 zwischen diesem und dem Widerlager 5 angeordnet sind. Gleichzeitig handelt es sich bei dem Betätigungselement 12 um ein im normalen Betrieb des Verbrennungsmotors nicht bewegtes Bauteil, so dass im wesentlichen eine ruhende Einrichtung 10 zum Verändern des Ventilhubes geschaffen wird, welche im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor ohne erfindungsgemäßer Einrichtung 10 keine erhöhten Energiekosten aufgrund von zu bewegenden Mehrmassen erzeugt.
Claims (8)
- Nockentrieb (1) mit- einer Nockenwelle und darauf angeordneten Nocken (18, 18'),- zumindest einem einen Nockenfolger (2, 2') aufweisenden Kipphebel (3), der über seinen ersten Arm (4) mit einem stößelartigen Widerlager (5) und über seinen zweiten Arm (6) mit wenigstens einem federbelasteten Gaswechselventil (7) eines zugehörigen Zylinders wirkungsverbunden ist,- einer Einrichtung (10) zum Verändern des Hubs des wenigstens einen Gaswechselventils (7),dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (10) als eine zwischen dem stößelartigen Widerlager (5) und dem Kipphebel (3,3',3") wirkende Kupplungseinrichtung mit einem Betätigungselement (12) ausgebildet ist, das zumindest zwischen zwei Stellungen um eine Achse (13) des stößelartigen Widerlagers (5) drehbar gelagert ist, wobei ein Ventilhub in einer ersten, eingekuppelten Stellung des Betätigungselements (12) im Vergleich zu einer zweiten, ausgekuppelten Stellung verändert ist. - Nockentrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Betätigungselement (12) zwischen zwei Endstellungen um zumindest 45° verdrehbar ist. - Nockentrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kipphebel (3, 3') über eine Federeinrichtung (15), welche im Bereich eines freien Endes des ersten oder des zweiten Arms (4, 6) des Kipphebels (3, 3') angeordnet ist, gegen den zugehörigen Nocken (18, 18') der Nockenwelle vorgespannt ist, wobei diese Federeinrichtung (15) als Schenkelfeder ausgebildet sein kann. - Nockentrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Betätigungselement (12) in einer ersten Stellung am Kipphebel (3) abstützt, so dass dieser eine oszillierende Kippbewegung ausführen kann, die ein Betätigen des Gaswechselventils (7) des zugehörigen Zylinders bewirkt, während das Betätigungselement (12) in einer zweiten Stellung zumindest teilweise in den Kipphebel (3) eintaucht, so dass dieser eine Kippbewegung um das freie Ende seines zweiten Armes (6) ausführen kann, ohne ein Betätigen des zugehörigen Gaswechselventils (7) zu bewirken. - Nockentrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kipphebel (3) zweiteilig ausgebildet ist und ein Kipphebelelement (16) mit einem darin gelagerten, innenliegenden Arm (17) aufweist, wobei sich das Betätigungselement (12) in einer ersten Stellung am Kipphebelelement (16) abstützt, so dass dieses eine oszillierende Kippbewegung ausführen kann, die ein Betätigen des zugehörigen Gaswechselventils (7) bewirkt, während sich das Betätigungselement (12) in einer zweiten Stellung gegenüber dem Kipphebelelement (16) verlagerbar am innenliegenden Arm (17) abstützt, so dass das Kipphebelelement (16) eine Kippbewegung um das freie Ende seines zweiten Armes (6) ausführen kann, ohne ein Betätigen des zugehörigen Gaswechselventils (7) zu bewirken. - Nockentrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Merkmale,- der Kipphebel (3) ist zweiteilig ausgebildet mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden Kipphebeln (3', 3") mit jeweils einem unabhängig voneinander arbeitenden Nockenfolger (2', 2"),- beide Kipphebel (3',3") sind an ihren, dem Gaswechselventil (7) zugewandten Enden schwenkbar gegeneinander gelagert.
- Nockentrieb nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweiteilige Kipphebel (3) einen äußeren und einen inneren Kipphebel (3", 3') aufweist. - Nockentrieb nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch die Merkmale,- das Betätigungselement (12) stützt sich in einer ersten Stellung am äußeren Kipphebel (3") ab, so dass dieser mit einem ersten Nocken (18) der Nockenwelle in Kontakt steht und eine oszillierende Kippbewegung ausführen kann, die ein Betätigen des Gaswechselventils (7) des zugehörigen Zylinders bewirkt,- in einer zweiten Stellung stützt sich das Betätigungselement (12) am inneren Kipphebel (3') ab, so dass der innere Kipphebel (3') mit einem zweiten Nocken (18') der Nockenwelle in Kontakt steht und eine oszillierende Kippbewegung ausführen kann, die ein im Vergleich zur ersten Stellung verändertes Betätigen des zugehörigen Gaswechselventils (7) bewirkt.
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