EP2668376A1 - Mechanisch steuerbare ventiltriebanordnung - Google Patents

Mechanisch steuerbare ventiltriebanordnung

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EP2668376A1
EP2668376A1 EP12700959.5A EP12700959A EP2668376A1 EP 2668376 A1 EP2668376 A1 EP 2668376A1 EP 12700959 A EP12700959 A EP 12700959A EP 2668376 A1 EP2668376 A1 EP 2668376A1
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EP
European Patent Office
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eccentric shaft
controllable valve
mechanically controllable
arrangement
eccentric
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EP12700959.5A
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EP2668376B1 (de
EP2668376B8 (de
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Rudolf Flierl
Manfred Kloft
Paul Gnegel
Karsten Grimm
Martin Nowak
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Volkswagen AG
Kolbenschmidt Pierburg Innovations GmbH
Original Assignee
Volkswagen AG
Kolbenschmidt Pierburg Innovations GmbH
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Publication date
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Publication of EP2668376B1 publication Critical patent/EP2668376B1/de
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    • F01L2013/0068—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 cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "BMW-Valvetronic" type
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    • F01L2800/00—Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/12—Fail safe operation

Definitions

  • the invention relates to a mechanically controllable valve train arrangement with a plurality of gas exchange valves arranged in series, which at least two cylinders arranged in series are assigned, wherein at least one gas exchange valve is a transmission arrangement zugordnet, each transmission arrangement is movably mounted in the cylinder head by means of bearing means and wherein each transmission arrangement with each a Ventilhubverstell responded and a camshaft is operatively connected, each VentilhubverstellISSISS having a rotatable eccentric shaft with control peripheral surfaces with at least one eccentric member which is drivable by a drive device bar, such that different valve lift positions are adjustable.
  • a mechanically controllable valve train arrangement is known from DE 10 2004 003 327 AI.
  • this patent application discloses an arrangement having an eccentric shaft having control peripheral surfaces with Exzenterorganen to ensure stroke adjustments of gas exchange valves between zero stroke and maximum stroke.
  • This embodiment offers a high manufacturing and assembly advantage with high variability.
  • a disadvantage of this known embodiment is that the fact that the transmission arrangement, in particular an intermediate lever of the transmission arrangement is supported during its movement on the eccentric shaft and in this way cause a force which acts eccentrically on the eccentric shaft. This creates a non-constant over the circumference of the Exzenterweile mean torque, which of the Drive device must be intercepted.
  • the object of the invention is therefore to provide a valve train arrangement which avoids the above-mentioned disadvantage and offers the possibility to provide a fail-safe function in the event of a defect of the drive device of the eccentric shaft.
  • the eccentric shaft has at least one cam element, which is arranged in the longitudinal direction of the eccentric shaft outside the control peripheral surfaces and which is in operative connection with a spring-loaded plunger member, wherein the at least one cam element arranged in the circumferential direction in the amount of zero stroke settings of the control peripheral surfaces is.
  • the plunger member acts via a roller on the peripheral surface of the eccentric shaft.
  • a particularly advantageous and friction-free embodiment is provided by the fact that the plunger member acts via a roller bearing on the peripheral surface of the eccentric shaft. It should again be clearly noted that this represents only a particularly advantageous embodiment. It is of course, also possible that the plunger member acts on a smooth contour on the peripheral surface of the eccentric shaft. It is also particularly advantageous if the plunger member has a cage in which a spring member, preferably a coil spring, is mounted.
  • the cam element may be formed on a cam attachment piece which is arranged in a positive and / or non-positive fit on one of the two ends of the eccentric shaft.
  • the eccentric in which all possible contours of the eccentric organs are within a circle formed by the outer diameter of an eccentric shaft bearing, wherein the eccentric shaft has corresponding bearing surfaces, the eccentric can be formed as a so-called push-through eccentric, which offers significant manufacturing and assembly advantages.
  • the drive means drives the eccentric shaft via a gear member, wherein the gear member has a through opening for the eccentric shaft and is positively and / or non-positively connected to the bearing surface.
  • the gear member may have an extension on which the cam member is formed.
  • stop surfaces may be provided in the cylinder head, against which the gear member bears on both sides in the axial direction.
  • each transmission arrangement has at least one pivot lever and at least one rocker arm, wherein the pivot lever engages with a working curve on the gas exchange valve and the rocker arm is in operative connection with the Ventilhubverstell issued and the camshaft and a working contour on the pivot lever attacks.
  • FIG. 1 shows a perspective representation of an embodiment of an inventive valve drive arrangement
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the cylinder head mounted in the eccentric shaft of Figure 1 at the level of the cam member, and
  • Figure 3 is a schematic representation of the different position potentials of the eccentric shaft due to the acting moments.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a valve drive arrangement 10 according to the invention with a plurality of gas exchange valves 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 and 26 arranged in series.
  • the mechanically controllable valve drive arrangement 10 has four transmission arrangements 28, 29; 30, 31; 32, 33 and 34, 35, which in each case two gas exchange valves 12, 14; 16, 18; 20, 22; 24, 26 are assigned.
  • the transmission arrangements 28, 29; 30, 31; 32, 33; and 34, 35 stored in a known manner in the cylinder head by means of bearings.
  • the bearing means 36, 38 are shown in the present figure, only by way of example for the storage of a pivot lever 56 of the transfer assembly 35.
  • each transmission arrangement 28, 29; 30, 31; 32, 33 and 34, 35 in known manner with a camshaft 40 in operative connection.
  • each transmission arrangement 28, 29; 30, 31; 32, 33 and 34, 35 by control peripheral surfaces 42, 43; 44, 45 (not visible here); 46, 47 and 48, 49 with corresponding adjusting a Ventilhubverstell sensible 41 such controlled that a lesser or higher valve lift of the intake valves 12, 14; 16, 18; 20, 22; 24, 26 is adjustable, this being accomplished by eccentric organs, which are provided on an eccentric shaft 50.
  • the eccentric shaft 50 is driven by a drive device 52 in the present case via a gear 53 designed as a gear 53.
  • eccentric shaft 50 It is designed in this embodiment as a push-through eccentric shaft, in which all possible contours of the eccentric organs are within a circle, which is formed by the outer diameter of an eccentric shaft bearing.
  • drive means 52 can be used both a forward and reverse rotary drive.
  • the eccentric shaft 50 can thus be driven in such a way that, depending on the present position, the valve stroke corresponding to the next operating state can be selected quickly and precisely by the use of the corresponding eccentric members (not shown). Even angles of rotation of> 360 ° can be realized.
  • a mechanically actuable valve drive 54 has the transmission arrangement 35 and the gas exchange valve 26.
  • the transfer assembly 35 consists of the pivot lever 56 and a rocker arm 58, wherein the pivot lever 56 engages with a working curve on the gas exchange valve 26 and the rocker arm 58 is in operative connection with the Ventilhubverstell noticed 41 and the camshaft 40.
  • the control circumferential surface 48 engages with an adjusting member of the valve lift adjusting device 41 against a biasing force of a spring 55 on a not further shown attack member (for example, a roller) of the rocker arm 58.
  • the rocker arm 58 engages with a working contour not shown on the pivot lever 56.
  • the respective rocker arm an off-center attacking Force exert on the eccentric shaft 50, which generates a torque that rotates the eccentric shaft 50 in a stable position in case of failure of the drive means 50, which causes a zero lift of the gas exchange valves and thus causes the failure of the internal combustion engine.
  • the eccentric shaft 50 at least one Nockeneiement 62 (see Figure 2) seen in the longitudinal direction of the eccentric shaft 50 outside the control peripheral surfaces (42, 43 44, 45, 46, 47, 48, 49) and which is in operative connection with a spring-loaded plunger 64, the cam element 62 being circumferentially in the amount of zero stroke settings of the control peripheral surfaces 42, 43, 44, 45, 46; 47, 48, 49) is arranged.
  • the plunger member 64 is spring-loaded in the present embodiment by a coil spring 66 which is mounted in a cage 68.
  • the torque of the rocker arm is opposed by a torque, resulting in a stable equilibrium position of the eccentric shaft 50, in which a valve lift is not equal to zero (see Figure 3).
  • the cam member 62 may also be disposed over the eccentric shaft 50 via a single cam lobe. It may also be advantageous if the contour of the cam member 62 is within the circle formed by the outer diameter of the Exzenterwellenlagerung. This makes it possible to save the mounting step of attaching the cam member 62.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the eccentric shaft of FIG. 1 mounted in the cylinder head at the level of the cam element 62.
  • the cam element 62 is formed on an attachment piece 63 of the gear element 53.
  • the gear member 53 is connected via a screw not shown releasably connected to the eccentric shaft 50.
  • the plunger 64 is substantially a coil spring 66, which is supported in a known manner on an extension piece in the cylinder head and is mounted in the cage 68 such that it via a connected to the cage 68 pin 70 and a bearing mounted thereon bearing 72 in operative connection with the peripheral surface of the eccentric shaft 50th stands.
  • the plunger member 64 acts on the peripheral surface of the eccentric shaft 50 via a smooth contour or, for example, a roller.
  • a stable equilibrium position of the Exzenterweile 50 is set as a result of the interaction of the cam member 62 and plunger member 64, wherein in each case a stroke of the intake valves is not equal to zero when actuated by the camshaft 40 is provided.
  • the cam member 62 is formed on the extension piece 63. It should be understood that the cam member 62 may also be formed on a single cam lobe. In this way, a position at one of the ends of the eccentric shaft 50 could be selected.
  • the cam member 62 is formed integrally with the eccentric shaft 50 and that the contour of the cam member 62 is within the circle formed by the outer diameter of an eccentric shaft bearing.
  • FIG. 3 shows by way of example a schematic illustration of the different position potentials of the eccentric shaft on the basis of the acting moments at different eccentric shaft positions.
  • the curve 74 shows the positional potential of the eccentric shaft 50 due to the torque applied by the rocker arms.
  • the stable equilibrium position (characterized by the lowest position potential, here at the curve 74 it is equal to 0) is taken with a valve lift of 0, which leads to the mentioned problems.
  • the curve 78 shows the position potential due to the torque of the plunger member 64 in cooperation with the cam member 62.

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Description

B E S C H R E I B U N G
Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung
Die Erfindung betrifft eine mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung mit mehreren in Reihe angeordneten Gaswechsel ventilen, denen mindestens zwei in Reihe angeordnete Zylinder zugeordnet sind, wobei mindestens einem Gaswechselventil eine Übertragungsanordnung zugordnet ist, wobei jede Übertragungsanordnung im Zylinderkopf mittels Lagermittel beweglich gelagert ist und wobei jede Übertragungsanordnung mit jeweils einer Ventilhubverstelleinrichtung und einer Nockenwelle in Wirkverbindung steht, wobei jede Ventilhubverstelleinrichtung eine drehbare Exzenterwelle mit Steuerumfangsflächen mit mindestens einem Exzenterorgan aufweist, die durch eine Antriebseinrichtung antreib bar ist, derart, dass verschiedene Ventilhubpositionen einstellbar sind. Eine derartige mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung ist aus der DE 10 2004 003 327 AI bekannt. Dabei offenbart diese Patentanmeldung eine Anordnung, die eine Exzenterwelle aufweist, die Steuerumfangsflächen mit Exzenterorganen besitzt, um Hubverstellungen von Gaswechselventilen zwischen Nullhub und Maximalhub zu gewährleisten. Diese Ausführungsform bietet bei einer hohen Variabilität einen großen Fertigungs- und Montagevorteil. Ein Nachteil dieser bekannten Ausführungsform ist jedoch, dass dadurch, dass sich die Übertragungsanordnung, insbesondere ein Zwischenhebel der Übertragungsanordnung bei ihrer Bewegung an der Exzenterwelle abstützen und auf diese Weise eine Kraft bewirken, die außermittig an der Exzenterwelle angreift. Hierdurch entsteht ein über den Umfang der Exzenterweile nicht konstantes mittleres Drehmoment, das von der Antriebeinrichtung abgefangen werden muss. Abhängig vom Drehwinkel der Exzenterwelle mit einem Exzenterorgan gibt es zwei Positionen, an denen dieses Moment Null ist: Die Position mit der größten und die Position mit der geringsten Hubverstellung, wobei lediglich die Position mit der geringsten Hubverstellung ein stabiles Gleichgewicht gewährleistet. Dies hat jedoch zur Folge, dass bei einem Defekt der Antriebseinrichtung, die Exzenterwelle in die Position des stabilen Gleichgewichts überführt wird, was bei einer Ausführung, in der die geringste Hubverstellung einen Nullhub beschreibt, einen Ausfall der gesamten Brennkraftmaschine zur Folge hat.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Ventiltriebanordnung zu schaffen, die den oben genannten Nachteil vermeidet und die Möglichkeit bietet, bei einem Defekt der Antriebseinrichtung der Exzenterwelle eine Fail-Safe- Funktion vorzusehen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Exzenterwelle mindestens ein Nockenelement aufweist, das in Längsrichtung der Exzenterwelle gesehen außerhalb der Steuerumfangsflächen angeordnet ist und das in Wirkverbindung mit einem federbelasteten Stößelorgan steht, wobei das mindestens eine Nockenelement in Umfangsrichtung gesehen in Höhe der Nullhubeinstellungen der Steuerumfangsflächen angeordnet ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Exzenterwelle im Falle eines Defektes der Antriebseinrichtung eine Position einnimmt, die eine bestimmte Hubverstellung der Einlassventile bewirkt.
Hierbei ist es denkbar, dass das Stößelorgan über eine Rolle auf die Umfangsfläche der Exzenterwelle einwirkt. Eine besonders vorteilhafte und reibungsfreie Ausführungsform ist jedoch dadurch gegeben, dass das Stößelorgan über ein Wälzlager auf die Umfangsfläche der Exzenterwelle einwirkt. Hierbei soll noch einmal deutlich angemerkt werden, dass dies lediglich eine besonders vorteilhafte Ausführungsform darstellt. Es ist natürlich auch möglich, dass das Stößelorgan über eine glatte Kontur auf die Umfangsfläche der Exzenterwelle einwirkt. Auch ist es besonders vorteilhaft wenn das Stößelorgan einen Käfig aufweist, in dem ein Federorgan, vorzugsweise eine Schraubenfeder, gelagert ist. Hierbei kann das Nockenelement auf einem Nockenansatzstück ausgebildet sein, das form- und/oder kraftschlüssig an einem der beiden Enden der Exzenterwelle angeordnet ist.
In einer Ausführungsform, bei der alle möglichen Konturen der Exzenterorgane innerhalb eines Kreises liegen, der durch die Außendurchmesser einer Exzenterwellenlagerung gebildet ist, wobei die Exzenterwelle entsprechende Lagerflächen aufweist, kann die Exzenterweile als sogenannte durchsteckbare Exzenterwelie ausgebildet sein, was wesentliche Fertigungs- und Montagevorteile bietet. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn die Antriebseinrichtung die Exzenterwelle über ein Zahnradorgan antreibt, wobei das Zahnradorgan eine Durchstecköffnung für die Exzenterwelle aufweist und form- und/oder kraftschlüssig mit der Lagerfläche verbunden ist. In einer besonders einfachen Ausführungsform kann dabei das Zahnradorgan ein Ansatzstück aufweisen, auf dem das Nockenelement ausgebildet ist. Hierbei können im Zylinderkopf Anschlagflächen vorgesehen sein, an denen das Getriebeorgan beidseits in axialer Richtung anliegt.
Darüber hinaus hat es sich besonders vorteilhaft erwiesen, wenn jede Übertragungsanordnung mindestens einen Schwenkhebel und mindestens einen Kipphebel aufweist, wobei der Schwenkhebel mit einer Arbeitskurve auf das Gaswechselventil angreift und der Kipphebel in Wirkverbindung mit der Ventilhubverstelleinrichtung und der Nockenwelle steht und über eine Arbeitskontur auf den Schwenkhebel angreift.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert, hierin zeigen : Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfinderischen Ventiltriebanordnung,
Figur 2 eine Querschnittansicht der im Zylinderkopf gelagerten Exzenterwelle aus Figur 1 in Höhe des Nockenelementes, und
Figur 3 eine schematische Darstellung der unterschiedlichen Lagepotentiale der Exzenterwelle aufgrund der wirkenden Momente.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventiltriebanordnung 10 mit mehreren in Reihe angeordneten Gaswechselventilen 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 und 26. Im vorliegenden Fall sind jeweils zwei Einlass-Gaswechselventile einem Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet. Die mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung 10 weist im vorliegenden Fall vier Übertragungsanordnungen 28, 29; 30, 31; 32, 33 und 34, 35 auf, denen jeweils zwei Gaswechselventile 12, 14; 16, 18; 20, 22; 24, 26 zugeordnet sind. Dabei sind die Übertragungsanordnungen 28, 29; 30, 31; 32, 33; und 34, 35 auf bekannte Weise im Zylinderkopf mittels Lagermitteln gelagert. Die Lagermittel 36, 38 werden in der vorliegenden Figur 1 lediglich exemplarisch für die Lagerung eines Schwenkhebels 56 der Übertragungsanordnung 35 dargestellt. Darüber hinaus stehen die Übertragungsanordnungen 28, 29; 30, 31; 32, 33 und 34, 35 auf bekannte Weise mit einer Nockenwelle 40 in Wirkverbindung. Außerdem ist jede Übertragungsanordnung 28, 29; 30, 31; 32, 33 und 34, 35 durch Steuerumfangsflächen 42, 43; 44, 45 (hier nicht erkennbar); 46, 47 und 48, 49 mit entsprechenden Verstellorganen einer Ventilhubverstelleinrichtung 41 derart ansteuerbar, dass ein geringerer oder höherer Ventilhub der Einlassventile 12, 14; 16, 18; 20, 22; 24, 26 einstellbar ist, wobei dies durch Exzenterorgane, die auf einer Exzenterwelle 50 vorgesehen sind, bewerkstelligt wird. Die Exzenterwelle 50 wird im vorliegenden Fall über ein als Zahnrad 53 ausgebildetes Getriebeorgan 53 durch eine Antriebseinrichtung 52 angetrieben. Sie ist in diesem Ausführungsbeispiel als durchsteckbare Exzenterwelle ausgebildet, bei der alle möglichen Konturen der Exzenterorgane innerhalb eines Kreises liegen, der durch die Außendurchmesser einer Exzenterwellenlagerung gebildet ist. Als Antriebseinrichtung 52 kann ein sowohl vorwärts wie rückwärts laufender Drehantrieb genutzt werden. Die Exzenterwelle 50 kann damit derart angetrieben werden, dass in Anhängigkeit von der vorliegenden Position schnell und präzise der dem nächsten Betriebszustand entsprechende Ventilhub durch den Einsatz der entsprechenden, nicht weiter dargestellten Exzenterorgane gewählt werden kann. Auch Drehwinkel von > 360° sind damit realisierbar.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist ein mechanisch ansteuerbarer Ventiltrieb 54 die Übertragungsanordnung 35 sowie das Gaswechselventil 26 auf. Die Übertragungsanordnung 35 besteht dabei aus dem Schwenkhebel 56 sowie einem Kipphebel 58, wobei der Schwenkhebel 56 mit einer Arbeitskurve auf das Gaswechselventil 26 angreift und der Kipphebel 58 in Wirkverbindung mit der Ventilhubverstelleinrichtung 41 und der Nockenwelle 40 steht. Dabei greift die Steuerumgangsfläche 48 mit einem Verstellorgan der Ventilhubverstelleinrichtung 41 entgegen einer Vorspannkraft einer Feder 55 auf ein nicht weiter dargestelltes Angriffsorgan (beispielsweise eine Rolle) des Kipphebels 58 an. Der Kipphebel 58 greift mit einer nicht weiter dargestellten Arbeitskontur auf den Schwenkhebel 56 an. Auf der gegenüber gelegenen Seite sind Führungsrollen angeordnet, mit denen der Kipphebel 58 in einer Kulisse geführt ist. Die Führungsrollen sind wiederum auf einer Welle gelagert, die zwei benachbarte Kipphebel miteinander verbindet, wobei zwischen den Führungsrollen noch eine Rolle auf der Welle angeordnet ist, die wiederum mit der Nockenwelle in Wirkverbindung steht. Ein Nocken der Nockenwelle steht also mit zwei Übertragungsanordnungen in Wirkverbindung. Hinsichtlich der Funktion und Arbeitsweise einer derartigen Übertragungsanordnung wird explizit auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 101 40 635 AI verwiesen. Es sollte deutlich sein, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel die jeweiligen Kipphebel eine außermittig angreifende Kraft auf die Exzenterwelle 50 ausüben können, die ein Drehmoment erzeugt, das bei Ausfall der Antriebseinrichtung 52 die Exzenterwelle 50 in eine stabile Position verdreht, die einen Nullhub der Gaswechselventile verursacht und damit den Ausfall der Brennkraftmaschine bewirkt. Um dies zu verhindern und eine Fail-Safe-Position zu gewährleisten, die eine bestimmte Hubverstellung garantiert, weist erfindungsgemäß die Exzenterwelle 50 mindestens ein Nockeneiement 62 (siehe Figur 2) auf, das in Längsrichtung der Exzenterwelle 50 gesehen außerhalb der Steuerumfangsflächen (42, 43; 44, 45; 46, 47; 48, 49) angeordnet ist und das in Wirkverbindung mit einem federbelasteten Stößelorgan 64 steht, wobei das Nockenelement 62 in Umfangsrichtung gesehen in Höhe der Nullhubeinstellungen der Steuerumfangsflächen (42, 43; 44, 45; 46, 47; 48, 49) angeordnet ist. Das Stößelorgan 64 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Schraubenfeder 66 federbelastet, die in einem Käfig 68 gelagert ist. Durch diese besondere Anordnung wird den Drehmomenten der Kipphebel ein Drehmoment entgegengesetzt, was zu einer stabilen Gleichgewichtslage der Exzenterwelle 50 führt, bei der ein Ventilhub von ungleich Null vorliegt (siehe hierzu Figur 3). Es sollte jedoch deutlich sein, dass das Nockenelement 62 auch über ein einzelnes Nockenansatzstück auf der Exzenterwelle 50 angeordnet sein kann. Auch kann es durchaus vorteilhaft sein, wenn auch die Kontur des Nockenelementes 62 innerhalb des Kreises liegt, der durch die Außendurchmesser der Exzenterwellenlagerung gebildet ist. Hierdurch ist es möglich, den Montageschritt der Anbringung des Nockenelementes 62 einzusparen.
Figur 2 zeigt eine Querschnittansicht der im Zylinderkopf gelagerten Exzenterwelle aus Figur 1 in Höhe des Nockenelementes 62. Das Nockenelement 62 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einem Ansatzstück 63 des Zahnradorgans 53 ausgebildet. Das Zahnradorgan 53 ist über eine nicht weiter dargestellte Schraubverbindung lösbar mit der Exzenterwelle 50 verbunden. Das Stößelorgan 64 weist im Wesentlichen eine Schraubenfeder 66 auf, die sich auf bekannte Weise an einem Ansatzstück im Zylinderkopf abstützt und in dem Käfig 68 derart gelagert ist, dass sie über einen mit dem Käfig 68 verbundenen Stift 70 und einem darauf gelagerten Wälzlager 72 in Wirkverbindung mit der Umfangsfläche der Exzenterwelle 50 steht. Es ist natürlich auch möglich, dass das Stößelorgan 64 über eine glatte Kontur oder beispielsweise eine Rolle auf die Umfangsfläche der Exzenterwelle 50 einwirkt. Bei Ausfall der Antriebseinrichtung 52 wird in Folge des Zusammenwirkens von Nockenelement 62 und Stößelorgan 64 eine stabile Gleichgewichtslage der Exzenterweile 50 eingestellt, bei der in jedem Fall ein Hub der Einlassventile ungleich Null bei Betätigung durch die Nockenwelle 40 vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall ist das Nockenelement 62 auf dem Ansatzstück 63 ausgebildet. Es sollte deutlich sein, dass das Nockenelement 62 auch auf einem einzelnen Nockenansatzstück ausgebildet sein kann. Auf diese Art und Weise könnte auch eine Position an einem der Enden der Exzenterwelle 50 gewählt werden. Auch ist es natürlich möglich, dass das Nockenelement 62 einstückig mit der Exzenterwelle 50 ausgebildet ist und dass die Kontur des Nockenelementes 62 innerhalb des Kreises liegt, der durch die Außendurchmesser einer Exzenterwellenlagerung gebildet ist.
Figur 3 zeigt exemplarisch eine schematische Darstellung der unterschiedlichen Lagepotentiale der Exzenterwelle aufgrund der wirkenden Momente bei unterschiedlichen Exzenterwellenstellungen. Das Lagepotential ist hierbei wie folgt definiert: U(<j>) = J M d† (J). Die Kurve 74 zeigt das Lagepotential der Exzenterwelle 50 aufgrund des durch die Kipphebel aufgebrachten Drehmomentes. Die stabile Gleichgewichtslage (ist gekennzeichnet durch das niedrigste Lagepotential, hier bei der Kurve 74 ist es gleich 0) wird bei einem Ventilhub von 0 eingenommen, was zu den angesprochenen Problemen führt. Die Kurve 78 zeigt das Lagepotential aufgrund des Drehmomentes des Stößelorgans 64 im Zusammenwirken mit dem Nockenelement 62. Die Kurve 76 zeigt nun das resultierende Lagepotential der Exzenterwelle 50, bei der zwei stabile Gleichgewichtslagen (hier Lagepotential = -4) einen Ventilhub von ca. maximal 3mm ermöglichen. Je nachdem, in welcher Stellung der Exzenterwelle im Betrieb die Fail-Safe-Position eingenommen werden muss, wird sich eine der beiden Fail-Safe-Positionen einstellen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung ( 10) mit mehreren in Reihe angeordneten Gaswechselventilen (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26), denen mindestens zwei in Reihe angeordnete Zylinder zugeordnet sind, wobei mindestens einem Gaswechselventil (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26) eine Übertragungsanordnung (28, 29; 30, 31; 32, 33; 34, 35) zugordnet ist, wobei jede Übertragungsanordnung (28, 29; 30, 31 ; 32, 33; 34, 35) im Zylinderkopf mittels Lagermittel (36, 38) beweglich gelagert ist und wobei jede Übertragungsanordnung (28, 29; 30, 31; 32, 33; 34, 35) mit jeweils einer Ventilhubverstelleinrichtung (41) und einer Nockenwelle (40) in Wirkverbindung steht, wobei jede Ventilhubverstelleinrichtung (41) eine drehbare Exzenterwelle (50) mit Steuerumfangsflächen (42, 43; 44, 45; 46, 47; 48, 49) mit mindestens einem Exzenterorgan aufweist, die durch eine Antriebseinrichtung (52) antreibbar ist, derart, dass verschiedene Ventilhubpositionen einstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Exzenterwelle (50) mindestens ein Nockenelement (62) aufweist, das in Längsrichtung der Exzenterwelle (50) gesehen außerhalb der Steuerumfangsflächen (42, 43; 44, 45; 46, 47; 48, 49) angeordnet ist und das in Wirkverbindung mit einem federbelasteten Stößelorgan (64) steht, wobei das mindestens eine Nockeneiement (62) in Umfangsrichtung gesehen in Höhe der Nullhubeinstellungen der Steuerumfangsflächen (42, 43; 44, 45; 46, 47; 48, 49) angeordnet ist.
2. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Stößelorgan (64) über eine Rolle auf die Umfangsfläche der Exzenterwelle (50) einwirkt.
3. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Stößelorgan (64) über ein Wälzlager (72) auf die Umfangsfläche der Exzenterwelle (50) einwirkt.
4. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Nockenelement (62) auf einem Nockenansatzstück ausgebildet ist, das form- und/oder kraftschlüssig an einem der beiden Enden der Exzenterwelle (50) angeordnet ist.
5. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Stößelorgan (64) einen Käfig (68) aufweist, in dem ein Federorgan (66), vorzugsweise eine Schraubenfeder, gelagert ist.
6. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
alle möglichen Konturen der Exzenterorgane innerhalb eines Kreises liegen, der durch die Außendurchmesser einer Exzenterwellenlagerung gebildet ist, wobei die Exzenterwelle (50) entsprechende Lagerflächen aufweist.
7. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebseinrichtung (52) die Exzenterwelte (50) über ein Zahnradorgan (53) antreibt, wobei das Zahnradorgan (53) eine Durchstecköffnung für die Exzenterwelle (50) aufweist und form- und/oder kraftschlüssig mit der Lagerfläche verbunden ist.
8. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das Zahnradorgan (53) ein Ansatzstück (63) aufweist, auf dem das Nockenelement (62) ausgebildet ist.
9. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Zylinderkopf Anschlagflächen vorgesehen sind, an denen das Zahnradorgan (53) beidseits in axialer Richtung anliegt.
10. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
auch die Kontur des Nockenelementes (62) innerhalb des Kreises liegt, der durch die Außendurchmesser einer Exzenterwellenlagerung gebildet ist.
11. Mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch geken nzeich net, dass
jede Übertragungsanordnung (28, 29; 30, 31; 32, 33; 34, 35) mindestens einen Schwenkhebel (56) und mindestens einen Kipphebel (58) aufweist, wobei der Schwenkhebel (56) mit einer Arbeitskurve auf das Gaswechselventi! (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26) angreift und der Kipphebel (58) in Wirkverbindung mit der Ventilhubverstelleinrichtung (41) und der Nockenwelle (40) steht und über eine Arbeitskontur auf den Schwenkhebel (56) angreift.
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