WO2006000004A2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2006000004A2
WO2006000004A2 PCT/AT2005/000221 AT2005000221W WO2006000004A2 WO 2006000004 A2 WO2006000004 A2 WO 2006000004A2 AT 2005000221 W AT2005000221 W AT 2005000221W WO 2006000004 A2 WO2006000004 A2 WO 2006000004A2
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WO
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camshaft
cam
internal combustion
combustion engine
transverse bore
Prior art date
Application number
PCT/AT2005/000221
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English (en)
French (fr)
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WO2006000004A3 (de
Inventor
Johann Wagner
Helmut Melde-Tuczai
Johannes Rieger
Original Assignee
Avl List Gmbh
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Publication date
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Priority claimed from AT12342004A external-priority patent/AT500600B1/de
Application filed by Avl List Gmbh filed Critical Avl List Gmbh
Priority to US11/630,404 priority Critical patent/US7685977B2/en
Priority to DE112005001390T priority patent/DE112005001390A5/de
Publication of WO2006000004A2 publication Critical patent/WO2006000004A2/de
Publication of WO2006000004A3 publication Critical patent/WO2006000004A3/de

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Classifications

    • 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
    • F01L13/0036—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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L13/0047—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 the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction the movement of the valves resulting from the sum of the simultaneous actions of at least two cams, the cams being independently variable in phase in respect of each other

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with at least one cylinder and at least one gas exchange valve, which is controlled by a first camshaft via a first cam and a second camshaft via a second cam, wherein at least one camshaft to change the timing of the gas exchange valve in its phase position ver ⁇ adjustable designed, wherein the first cam acts on an actuating means and the second cam acts on an actuating means, which actuating means actuates the gas exchange valve, wherein the actuating means is formed so that the gas exchange valve is then and only then opened when both the first cam and the second cam act on the actuating means.
  • the invention relates to a device for connecting an additional cam lobe for an internal combustion engine with at least one operated via a cam of a camshaft gas exchange valve, with at least one preferably in the region of the base circle of the cam in a radial Quer ⁇ bore of the camshaft slidably mounted pressure body, which by means of a within the hollow camshaft is axially adjustable at least between two positions by means of an actuating rod displaceable axially within the camshaft, wherein the actuating rod has at least one ramp surface in the contact area of the pressure body, wherein the displacement path of the pressure body in the transverse bore extends radially outwards and / or Rotatability of the pressure hull in the transverse bore is limited.
  • the invention further relates to an internal combustion engine having a variable Ventilbetuschistsein ⁇ direction with at least one split cam assembly having at least ei ⁇ nen firmly connected to a camshaft cams and at least one rotation about an axis parallel to the camshaft axis between at least two Stel ⁇ lungs additional cam.
  • EP 0 596 860 A discloses a method and a device for changing the valve timing, in which each cam is composed of two half-cams, which are rotatable relative to one another. In this way it is possible to change the valve opening duration as well.
  • an inner shaft is provided inside a hollow-drilled camshaft and is rotatable relative to the camshaft.
  • an internal combustion engine which has a valve actuating mechanism, which offers an improvement of the solutions described above.
  • the valve actuation takes place hydraulically. This hydraulic operation is undesirable in some cases, if constructive requirements preclude.
  • Devices for connecting an additional cam lobe are used for exhaust gas recirculation devices, decompression device and exhaust brake devices.
  • a decompression device with a control rod arranged within a camshaft which has a ramp surface formed by a circumferential groove, via which a pin in the region a cam base circle can be moved radially.
  • the control rod is moved by a cable pull.
  • US Pat. No. 1,439,798 discloses a decompression device having an actuating rod arranged in a camshaft and having ramp surfaces which act on the journal in the region of a pin arranged radially in the camshaft in the region of a base circle of a cam.
  • a variable valve actuation device for an internal combustion engine is known from US Pat. No. 5,136,887, which has a cam which can be rotated by means of a control source arranged within the camshaft.
  • No. 4,498,352 shows a camshaft arrangement with a split cam.
  • the two sub-cams can be rotated relative to each other.
  • FR 1 109 790 A shows a similar cam arrangement with split cam.
  • US Pat. Nos. 4,522,085 and 2,921,645 A1 disclose camshaft arrangements with split cams, wherein the cams can be rotated relative to each other by means of a control shaft designed as a pull rod.
  • the control shaft on its lateral surface obliquely or helically extending grooves, in which projections of the vercard ⁇ bar arranged on the cam shaft cam parts engage.
  • the known arrangements all have the disadvantage that they have a high number of structurally complex components, which considerably increases the production outlay.
  • the object of the present invention is to provide an internal combustion engine with a valve control which avoids these disadvantages and allows great freedom in adjusting the valve opening times and in the lifting height of the valve movement.
  • the advantages of the solution known from EP 1 375 843 A are to be achieved by a purely mechanical solution, whereby the effort should be as low as possible so that cost-effective production and maintenance can be achieved.
  • Another object of the invention is to provide a cost-effective, robust and reliable Vor ⁇ direction for connecting an additional cam lobe in the simplest possible way. It is another object of the invention to reduce the design effort for a variable valve actuation device in an internal combustion engine of the type mentioned.
  • the actuating means comprises a lever which actuates the gas exchange valve and which is actuated by two cams.
  • Essential to the invention is the actuating means which comprises a lever or is designed as a lever which controls the gas exchange valve as a function of bei ⁇ the camshaft.
  • the solution according to the invention achieves a simplification of the mechanical structure, and the height of the valve lift can also be influenced.
  • the actuating means is designed as a two-armed lever, the ends of which are actuated by the cams and the central portion with at least one actuating lever for Actuate supply of at least one gas exchange valve is in communication.
  • a stop can ensure that the valve or the valves open only when both cams act on the respective actuating means.
  • the cam constructions are designed such that, for example, the first cam acts on the actuating means before the earliest possible valve opening time. This means that only the second cam causes the actual valve opening.
  • the second cam is again designed so that it still acts on the actuating means even at the latest possible valve closing time, so that the valve is closed when the first cam stops the actuation of the actuating means.
  • a structurally particularly favorable solution of the invention is given when the first cam acts on the actuating means via a first rocker arm and the second cam via a second rocker arm.
  • a particularly simple structure can thereby be achieved if the first rocker arm and the second rocker arm are mounted on a common axis.
  • the rocker arm has a preferably adjustable driver for the other rocker arm, whereby it is actuated when that is not operated.
  • the adjustment can be realized for example by a screw on the driver, which makes it possible to change the coordination of the rocker arm accordingly.
  • the present invention is fundamentally suitable for all types of internal combustion engines, that is to say in particular also for internal combustion engines with spark ignition and those with autoignition.
  • the valve control according to the invention can actuate both an inlet valve and an outlet valve as a gas exchange valve, or both intake valves and exhaust valves can be variably controlled independently of one another.
  • a particularly simple embodiment of the internal combustion engine is achieved when the gas exchange valve, which is controlled by the first camshaft and the second camshaft, an intake valve and that an exhaust valve is controlled by the first camshaft.
  • the gas exchange valve which is controlled by the first camshaft and the second camshaft, an intake valve and that an exhaust valve is controlled by the first camshaft.
  • the timing of the exhaust valve are fixedly coupled to the ⁇ réelles ⁇ or with the closing movement of the intake valve.
  • valve bridge for actuating a plurality of similar gas exchange valves can also be provided.
  • two inlet valves can be opened and closed simultane- ously.
  • first cam and the second cam each have a base circle section an elevation section and two transition sections, and that the sum of the elevation section is at least as great as that Sum of the base circle cuts, so that when a cam is in the base circle section, the other cam portion is elevation.
  • the size of the sections described is defined by the respective axial angles. In this way it is also achieved that the sum of Nockerhebept always exceeds a réelle ⁇ certain minimum value, so that the system works continuously backlash.
  • a simple and reliable connection of an additional cam lobe can be achieved by virtue of the fact that the transverse bore has at least one longitudinal groove into which a securing element fixedly connected to the pressure body engages, wherein the longitudinal groove and securing element form a loose guide.
  • the displacement of the pressure body radially outward may be limited if the length of the longitudinal groove is less than the length of the transverse bore, wherein the maximum radial extent of the longitudinal groove in the camshaft - measured away from the axis of rotation of the camshaft - is less than the radial Er ⁇ extension of the cam in the area of the transverse bore.
  • the transverse bore is formed only on one side between the surface of the cam and the cavity of the camshaft.
  • the longitudinal groove is formed by a preferably executed as a blind bore NASAs ⁇ parallel to the transverse bore in the region of the edge transverse bore, wherein preferably the diameter of the guide bore is smaller than half the diameter of the transverse bore.
  • the guide bore starts from the side of the surface of the cam facing away from the transverse bore.
  • the pressure body is formed by a cylindrical pin whose diameter corresponds at most to the diameter of the transverse bore.
  • it is vorteil ⁇ haft when an outer, facing away from the cavity of the camshaft first Stirn ⁇ side of the pin has a convex cylindrical surface.
  • the radius of the cylinder surface should be as large as possible in order to keep the Hertzian pressure small.
  • it is essential that the journal in the transverse bore is arranged so securely against rotation that the axis of the cylindrical surface of the first end side is aligned parallel to the axis of rotation of the camshaft.
  • the inner, the cavity of the camshaft facing the second end face of the pin may have either a convex cylindrical surface or a convex Kugel ⁇ surface.
  • a single guide bore in the region of the jacket of the transverse bore for limiting the displacement and as anti-rotation is sufficient. But it can also be provided in the region of the jacket of the transverse bore two diametrically opposite guide holes.
  • the securing element may be formed by at least one securing pin which is arranged in a preferably radial receiving bore of the pin, wherein the diameter of the securing pin corresponds to a maximum of the width of the longitudinal groove.
  • the Druck ⁇ body is formed by at least one rolling element whose largest Abroll ⁇ diameter corresponds to the diameter of the transverse bore maximum and its axis of rotation is arranged normal to the axis of the transverse bore, wherein preferably the rolling element in Area of its axis of rotation through the securing element along the longitudinal groove, preferably along two diametricallymanno the longitudinal grooves, is guided.
  • the rolling element has a cylindrical first rolling surface.
  • the rolling elements on both sides of the first rolling surface may have spherical second rolling surfaces.
  • the securing element can be formed in a simple embodiment here by ei ⁇ nen locking pin in the region of the axis of rotation of the rolling body, the diameter of which corresponds at most to the width of the longitudinal groove.
  • the securing element is preferably formed by at least one ring or stirrup guided in the longitudinal groove.
  • the control rod is actuated by a mechanical, hydraulic, pneumatic or electrical actuating device, possibly in combination with a return spring.
  • a mechanical, hydraulic, pneumatic or electrical actuating device possibly in combination with a return spring.
  • the ramp surface of the adjusting rod has at least two, preferably at least three flats for the pressure body, which each define a stable position of the pressure body.
  • the actuating rod has at least one application bore for mounting and dismounting the pressure body. wherein the diameter of the application bore corresponds at least to the diameter of the transverse bore and wherein the application bore can be brought into alignment with the transverse bore in at least one position of the control rod, wherein preferably the application bore is arranged normal to the axis of rotation of the camshaft.
  • a quick and correct installation of the pressure hull is possible if application longitudinal grooves are arranged in the region of the lateral surface of the application bore whose position, number and arrangement correspond to the longitudinal grooves of the transverse bore, the application longitudinal grooves being in alignment with the control rod in at least one position the L joss ⁇ grooves of the transverse bore can be brought.
  • the actuating rod has a position securing means for the positionally secure installation of the pressure body, wherein it is preferably provided that the securing element is arranged closer to the first Stirn ⁇ side than the second end face of the pressure body as a position securing means, and that the length of the application longitudinal grooves - starting from a first side of the adjusting rod facing the transverse bore - is smaller than half the maximum longitudinal extent of the pressure body.
  • the design complexity can be kept as small as possible when the camshaft has a cylindrical guide surface for the additional cam, on which the additional cam is mounted displaceably in the circumferential direction, wherein it is preferably provided that the additional cam has substantially the shape of an open circular ring whose Inner radius substantially at least the radius of the cylindrical guide surface of the camshaft corresponds. This allows a very simple shaping of the additional cam.
  • the additional cam has two camshaft ent ⁇ long cylindrical guide surface by a Umgreifungswinkel greater than 180 °, preferably by 210 ° to 240 ° embracing arms that allow a dia ⁇ metrale support via a positive connection on the camshaft.
  • the two arms of the additional cam allow a positive connection with the camshaft, wherein the additional cam but is held ver ⁇ rotatable relative to the camshaft.
  • the additional cam is simply pressed laterally on the camshaft during assembly, whereby the arms deform elastically in the short term.
  • the additional cam is non-rotatably connected to a arranged within the camshaft shift shaft, wherein the connection preferably takes place via a pin with a cylindrical or oval cross-section.
  • the additional cam is applied to the camshaft such that the pin partially dips into an opening of the additional cam.
  • the camshaft has a radial opening in the region of the guide surface, wherein the width of the opening measured in the direction of the camshaft axis corresponds at least to the thickness of the pin measured in the direction of the camshaft axis, it being advantageous if -in When viewed in a section transverse to the camshaft axis, the opening extends through an angular range in the circumferential direction of about 60 ° to 120 ° about the camshaft axis.
  • the additional cam can thus be rotated via the pin by the switching shaft within the camshaft, wherein the ⁇ ff ⁇ angle of the opening defines the adjustment.
  • the cylindrical guide surface is designed as a radial circumferential groove in the stationary cam, the width of the groove corresponding at least to the width of the additional cam.
  • the additional cam should be executed as narrow as possible, which is only possible by the choice of the cam shape and, according to the small cam lift, small effective valve spring force.
  • the additional cam is rotated by the switching shaft between a rest position and at least one active position. It can be provided that the additional cam is arranged in its rest position radially within the cam lobe of the fixed cam.
  • the guide surface is arranged concentrically to the camshaft axis.
  • a further embodiment variant of the invention provides that the guide surface is arranged eccentrically to the camshaft axis.
  • the center of the cylindrical guide surface is arranged slightly offset with respect to the camshaft axis approximately to the highest camshaft elevation till ⁇ facing side of the fixed cam. As a result, the adjustment angle can be reduced.
  • the pin is axially movably connected to the additional cam.
  • Fig. 1 shows a variant of the invention in section
  • Fig. 2 shows an alternative embodiment of the invention in section
  • FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining the mode of operation of the invention in the embodiment variants of FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 6 shows the embodiment of FIG. 5 in a second phase position
  • FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the operation of the invention according to the embodiment variants of FIGS. 5 and 6;
  • FIG. 8 shows a camshaft with a device according to the invention for connecting an additional cam lobe in a first embodiment variant in a section according to the line VIII-VIII in FIG. 12;
  • FIG. 9 shows a pressure body in section along the line IX-IX in Fig. 8.
  • FIG. 11 shows the camshaft with the device in a rest position in a section corresponding to FIG. 10;
  • FIG. 12 shows the camshaft with the device in an operating position corresponding to the section in FIG. 10;
  • FIG. 13 shows a camshaft with a device according to the invention for connecting an additional cam lobe in a second embodiment variant in a section according to the line XIII-XIII in FIG. 17;
  • FIG. 14 shows a print body in a section according to the line XIV-XIV in FIG. 13;
  • FIG. 16 shows the camshaft with the device in a rest position in a section analogous to FIG. 15;
  • FIG. 17 shows the camshaft with the device in an operating position in a section analogous to FIG. 15;
  • FIG. 18 shows a camshaft of an internal combustion engine according to the invention in a variant embodiment in a cross section in a rest position of the additional cam; 19 shows the camshaft in a cross section, wherein the cam is in an active position.
  • FIG. 20 shows a camshaft in a side view
  • Fig. 21 is a camshaft of an internal combustion engine according to the invention in a further embodiment in a cross section.
  • FIG. 1 of the invention essential part of an internal combustion engine is shown with internal combustion.
  • a cylinder not shown, is associated with two gas exchange valves Ia, Ib, which may each be intake valves or exhaust valves.
  • the gas exchange valves Ia, Ib are biased by valve springs 2a, 2b, which are supported on plates 3a, 3b, in the ge closed position.
  • a two-armed lever 6 with rollers 20, 21 at the ends 6a, 6b is actuated on the one hand by a first cam 14, which is arranged on a first camshaft 16 ange ⁇ , and on the other hand actuated by a second cam 15, which on a second camshaft 17th is arranged.
  • the lever 6 is mounted on two actuating levers 7, 8, which are mounted on their first En ⁇ the 7 a, 8 a and actuate at their second ends 7 b, 8 b each a Gaswech ⁇ selventil Ia, Ib.
  • actuating levers 7, 8 which are mounted on their first En ⁇ the 7 a, 8 a and actuate at their second ends 7 b, 8 b each a Gaswech ⁇ selventil Ia, Ib.
  • a stop 9 in the middle section 6c of the lever 6 ensures that the central section 6c is at the same height when none or when exactly one of the cams 14, 15 is in the raised position.
  • a single gas exchange valve 1 is operated with a valve spring 2 and a valve plate 3 by a lever 10, which in turn is actuated by rocker arms 12, 13.
  • the first and the second tilting levers 12, 13 are mounted on a common axis 18.
  • the first rocker arm 12 has an integrally formed driver 19, which actuates the second rocker arm 13 when the first rocker arm 12 is not actuated.
  • the lever 10 is designed as a two-armed lever, which has a Ventilbetuschistsab ⁇ section 10c in the central region and having at its ends cam actuating portions 10a, 10b.
  • the variability of the valve drive according to the invention is illustrated by means of a diagram. This diagram is relevant to both of the embodiments described above.
  • the valve stroke h is plotted in arbitrary units.
  • 30 denotes a first curve section which corresponds to an early opening of the gas exchange valve 1. speaks.
  • the Kurvenab ⁇ section 30 continues in the curve sections 31, 32 or 33, wherein 31 corresponds to a very early closing, 32 a middle closing and 33 a late closing. It can be seen that in the case of early closing according to curve 31, the maximum valve lift h is not reached, since the closing movement already begins before the opening movement has been completed.
  • curves 40, 41, 42 and 43 are entered with interrupted lines corresponding to the curves 30, 31, 32 and 33, but with a later valve opening time.
  • the length of the valve opening and the stroke corresponding to the curves 41, 42 and 43 are identical to those in the case of the curves 31, 32 and 33, respectively.
  • Fig. 4 the relationship between the position of the cams 14, 15 and the valve opening is shown in a diagram.
  • the curve 51 represents the elevation of the first cam 14, which changes between n 0 , the base circle, and ni, the cam lobe.
  • the curve 52 represents the situation on the second cam 15, which changes between the basic position m 0 and the raised position nrii.
  • t 0 which corresponds to 0 ° crank angle
  • the first cam 14 is in the raised position ni and the second cam 15 in the normal position r ⁇ 0 . Accordingly, the gas exchange valve 1 is in its closed position.
  • FIGS. 5 and 6 The embodiment variant of FIGS. 5 and 6 is characterized by a lever 6, which acts on a single actuating lever 8, which is mounted on one end 8 a and acts on a gas exchange valve 1 at the other end 8 b.
  • the cams 14, 15 each have a base circle portion 14a, 15a, a land portion 14c, 15c, and two transition portions 14b, 14d; 15b, 15d in between.
  • the simultaneous meeting of the two base circle portions 14a, 15a can be prevented when the axial angle ⁇ a, .phi.T> / .phi.C, ⁇ d / or ⁇ a, meet ⁇ b / ⁇ c, ⁇ d following condition:
  • FIG. 7 corresponds to that of FIG. 4, but it is different that the rising flank of the first cam 14 and the descending flank of the second cam 15 start approximately simultaneously at t 5 and at t 6 end up.
  • the portion 14a of the cam 14 corresponds to the time period between t 4 and t 5, the portion 14b the time period between t 5 and t 6, the portion 14c of the period of time between t 6 and t 3, and the portion 14d of the time period between t 3 and t 4 .
  • the portion 15b corresponds to the portion 15a of the cam 15 to the time interval between t 6 and t i, the portion 15b the time period zwi ⁇ rule ti and t 2, the portion 15c to the time interval between t 2 and t, and the portion 15d to the time interval between ts and t 6 .
  • the opening duration of the valve may be increased by shifting the cam 51 to the left or shifting the cam 52 to the right, which is accomplished by correspondingly rotating the camshafts.
  • the device 100 for connecting an additional cam lobe in a cam 102 of a camshaft 104 has at least one pressure element displaceably arranged in a radial transverse bore 106 of the camshaft 104 120, which is positioned by means of an axially displaceable, mounted in the hollow camshaft 104 actuating rod 130.
  • the adjusting rod 130 can be actuated as required by means of a mechanical, pneumatic, hydraulic and / or electrical actuating device, possibly with a return spring.
  • the displacement of the pressure body 120 radially outward and / or the rotatability of the pressure body 120 in the transverse bore 106 is limited by a positive connection, wherein the positive connection in Aus ⁇ exemplary embodiments by at least one longitudinal groove 108 in the area of Mantel ⁇ 110 of the transverse bore 106th is formed, wherein a securing element 112 engages in the longitudinal groove 108.
  • This guidance is loose and prevents a transverse position of the pressure body 120 (The exact alignment is done automatically via the frictional connection between the cylindrical surface 127 or the rolling surface 154 and the cam follower or the tilting or drag lever).
  • two diametrically opposite longitudinal grooves 108 are provided with respect to the transverse bore 106. But there are also more or less longitudinal grooves conceivable.
  • the length li of the longitudinal groove 108 is less than the length I 2 of the transverse bore 106, wherein the maximum radial extent of the longitudinal groove 108 in the camshaft 104 - measured away from the axis of rotation 105 of the camshaft 104 - is less as the radial distance of the cam contour 103 from the rotation axis 105th
  • the pressure body 120 is formed by a cylindrical pin 122.
  • a securing pin 114 arranged in the journal 122 in a receiving bore 124 transversely to the axis 107 of the transverse bore 106 forms the securing element 112, wherein the diameter di of the securing pin 114 corresponds at most to the width b of the longitudinal groove 108.
  • Each longitudinal groove 108 is formed by a guide bore 116 arranged parallel to the axis 107 of the transverse bore 106.
  • the guide bores 116 are designed as blind holes, which extend from the transverse bore 106 opposite surface 101 of the cam 102.
  • the actuating rod 130 arranged in the cavity 132 of the camshaft 104 has a ramp surface 134 with at least two flats 136, 138 for a rest position (FIG. 11) and an operating position (FIG. 12) of the device 100.
  • the pin 122 protrudes beyond the cam contour 103 of the cam 102 and is supported on the flattening 138 via the adjusting rod 130 in the camshaft 104.
  • the displacement of the control rod 130 increases the space available for the pin 122 so far in the region of the flattening 136 that it completely overturns the cam contour 103 of the main cam 102 when the tappet, rocker arm or rocker arm is passed over or partially pushed back.
  • control rod 130 may also be provided with three or more flats 136, 138. As a result, intermediate layers can also be defined between the extreme positions for the pin 122.
  • the cylindrical pin 122 has on its side facing away from the cavity 132 first end face 126 a cylindrical surface 127, the radius of the Hertz ' see pressing is made correspondingly large.
  • the axis 127a and / or the generators of the cylinder surface 127 are or are aligned parallel to the axis of rotation 105 of the camshaft 104.
  • the pin 122 At the second end face 128 facing the cavity 132, the pin 122 likewise has a cylindrical surface 129 or a spherical surface.
  • the locking pin 114 inserted into or passing through the pin 122 orients the pin 122 so that a line contact between the pin 122 and the cam follower or rocker or rocker arm is ensured.
  • Fig. 10 shows the control rod 130 in a mounting position for the pin 122.
  • the assembly is carried out by the pin 122 inserted into a normal to the rotation axis 105 formed application bore 140 and the control rod 130 is inserted into the cavity 132 of the camshaft 104 until the application Boh ⁇ tion 140 comes to rest in a line with the transverse bore 106.
  • the diameter d 3 of the application bore has to be at least so great that the journal 122 can be accommodated.
  • the pin 122 can be pushed out of the actuating rod 130 into the transverse bore 106.
  • control rod 130 is pushed further until the rest position of the device 100 corresponding flattening 136 is reached.
  • the control rod 130 is further inserted into the cam mechanism.
  • the shaft 104 moves until the pin 122 comes to rest on the flat 138 corresponding to the operating position.
  • the transverse bore 106 is machined as a blind hole from the side of the camshaft 104 opposite the guide bores 116.
  • application longitudinal grooves 144 are also incorporated in the actuating rod 130 in the area of the lateral surface 142 of the application bore 140 in order to enable the pivot 122 together with the locking pin 114 to be inserted into the application bore 140.
  • a correct position installation in the camshaft 104 for functional reliability is crucial.
  • the arrangement of the securing pin 114 in the pin 122 and the arrangement and length of the application longitudinal grooves 144 in the adjusting rod 130 can be used as a positional securing means. It is essential that the receiving bore 124 for the locking pin 114 of the first end face 126 is closer than the second end face 128. Furthermore, the length I 3 of the application longitudinal grooves 144 - starting from one of the transverse bore 106 facing first side 146 of the control rod 130th - Be smaller than half the maximum length I 4 of the pin 122. This incorrect insertion of the pin 122 in the application bore 140 is prevented. For assembly, the pin 122 must be pushed into the transverse bore 106 of the camshaft 104 with a correspondingly small tool through the guide bores 116, which in this case are only halfway through.
  • the pressure body 120 may also be formed by two rolling elements 150, as shown in FIGS. 13 to 17.
  • the two rolling bodies 150 are connected to each other by one or two securing brackets 152, which are guided in the longitudinal grooves 108.
  • the guide bores 116 must lie in this case in a plane with the axis of rotation 105 of the camshaft, while in the embodiment shown in FIGS. 8 to 12 with cylindrical pivots 122, the plane of the guide bores 116 can be rotated arbitrarily about the axis 107 of the transverse bore 106 can.
  • the advantage of the embodiment with the pressure body 120 formed by rolling elements 150 is that a rolling contact with the plunger or rocker arms or drag levers and thus wear and friction losses are lower.
  • the rolling elements 150 have a substantially spherical shape and are each provided with a cylindrical first rolling surface 154, on both sides of which wel ⁇ cher two spherical second rolling surfaces 156 are formed.
  • the zy ⁇ -cylindrical first rolling surface 154 is used for contact with the plunger, rocker arm or drag lever, the spherical second rolling surfaces 156 allow rolling in the transverse bore 106.
  • the axis of rotation 151 of the rolling elements 150 is normal to the axis 107 of the transverse bore 106 formed.
  • the hollow camshaft 201 has a split cam assembly 202.
  • the cam arrangement 202 consists of at least one cam 203 fixedly connected to the camshaft 201 and an additional cam 204, which-apart from the cam lobe 205 -has the shape of an open circular ring.
  • the camshaft 201 has a substantially circular cylindrical guide surface 206 for the additional cam 204.
  • the radius R of the inner annular surface 207 of the additional cam 204 essentially corresponds at least to the radius r 1 of the guide surface 206 of the camshaft 201.
  • the additional cam 204 has two arms 208, which clamp the camshaft 201 by an encompassing angle ⁇ > 180 °, preferably between 210 ° to 240 °.
  • the additional cam 204 is connected via a pin 209 with sufficient bending stiffness to a rotatably mounted within the camshaft 201 switching shaft 210, wherein the pin 209 penetrates a radial opening 211 of the camshaft 201 in the region of the guide surface 206.
  • the width of the opening 211 corresponds at least to the thickness of the pin 209.
  • the opening 211 spans an angle range ⁇ , which is between approximately 60 ° to 120 ° and which defines the switching path of the additional cam 204.
  • the guide surface 206 is formed by a radial circumferential groove 212 in the cam 203, which divides the cam 203 into two sections 203a, 203b.
  • the width of the groove 212 corresponds approximately to the width 213 of the additional cam 204.
  • the two flanks 214, 215 of the groove 212 form the axial guidance of the additional cam 204.
  • the additional cam 204 is pushed laterally into the groove 212 and pressed onto the camshaft 201, wherein the two arms 208 are slightly elastically deformed.
  • the additional cam 204 is connected captively to the camshaft 201.
  • the additional cam 204 is thereby pushed axially onto the camshaft 201 such that the end 216 of the pin 209 is inserted through a recess 217 of the additional cam 204. is taken and thus a positive rotational connection between the Zu ⁇ set cam 204 and the shift shaft 210 is made.
  • FIG. 21 shows a further embodiment variant with a guide surface 206 arranged eccentrically with respect to the camshaft axis 218.
  • the fact that the center M of the guide surface is arranged eccentrically to the camshaft axis 218 by a small distance e allows the size of the adjustment angle ⁇ to be reduced.
  • the additional cam 204 in the Ruhr position and in dash-dotted lines of the additional cams 204 is shown in solid lines in an active position.
  • the pin 209 is loose, so longitudinally displaceable, connected to the additional cam 204.
  • the etterflan ⁇ ken 217 a, 217 b of the recess 217 of the pin 209 in the additional cam 204 are adapted to the Exzenterverlagerung to prevent jamming of the pin 209 upon rotation of the additional cam 204.
  • the opposing abutment flanks 217a, 217b - viewed in the illustrated section - are not aligned in parallel.
  • An abutment edge has a projection 217b 1 or a bulge, so that in this area there is only one point contact with the pin 209.
  • the additional cam 204 can be rotated via the central, rotatable relative to the camshaft 201 switching shaft 210 in the desired position.
  • the actuation of the central control shaft 210 takes place via devices which are customary for such purposes, such as, for example, a hydraulic phase splitter. Since the additional cam 204 also claims part of the support width of the main cam 203, it must be made as narrow as possible, which is possible by selecting the cam shape and also by the small cam lift and also by a small valve spring force.
  • a preferred application is, for example, the implementation of internal exhaust gas recirculation into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the inlet valve is thereby briefly opened during the exhaust phase before or after the bottom dead center by a small value, which is made possible by rotating the auxiliary cam 204 from the rest position shown in FIG. 18 to the active position shown in FIG. PATENT APPLICATIONS
  • actuating means is designed as a two-armed lever (6) whose ends (6a, 6b) of the cams (14, 15) are actuated and the Mittelab ⁇ section (6c) with at least one Actuating lever (7, 8) for actuating at least one gas exchange valve (1, Ia, Ib) are in communication.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit mindestens einem Zylinder und mit mindestens einem Gaswechselventil (1; 1a, 1b), das durch eine erste Nockenwelle (16) über einen ersten Nocken (14) und eine zweite Nockenwelle (17) über einen zweiten Nocken (15) gesteuert ist, wobei mindestens eine Nockenwelle (16, 17) zur Veränderung der Steuerzeiten des Gaswechselventils (1; 1a, 1b) in ihrer Phasenlage verstellbar ausgeführt ist, wobei der erste Nocken (14) auf ein Betätigungsmittel (6, 10) einwirkt und der zweite Nocken (15) auf ein Betätigungsmittel (6, 10) einwirkt, welches Betätigungsmittel (6, 10) das Gaswechselventil (1; 1a, 1b) betätigt, wobei das Betätigungsmittel (6, 10) so ausgebildet ist, dass das Gaswechselventil (1) dann und nur dann geöffnet ist, wenn sowohl der erste Nocken (14) als auch der zweite Nocken (15) auf das Betätigungsmittel (6, 10) einwirken. Ein einfacher Aufbau bei sehr großen Freiheitsgraden in der Steuerung wird dadurch erreicht, dass das Betätigungsmittel (6, 10) einen Hebel umfasst, der das Gaswechselventil (1; 1a, 1b) betätigt und der von beiden Nocken (14, 15) betätigt wird.

Description

Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit min¬ destens einem Zylinder und mit mindestens einem Gaswechselventil, das durch eine erste Nockenwelle über einen ersten Nocken und eine zweite Nockenwelle über einen zweiten Nocken gesteuert ist, wobei mindestens eine Nockenwelle zur Veränderung der Steuerzeiten des Gaswechselventils in ihrer Phasenlage ver¬ stellbar ausgeführt ist, wobei der erste Nocken auf ein Betätigungsmittel einwirkt und der zweite Nocken auf ein Betätigungsmittel einwirkt, welches Betätigungs¬ mittel das Gaswechselventil betätigt, wobei das Betätigungsmittel so ausgebildet ist, dass das Gaswechselventil dann und nur dann geöffnet ist, wenn sowohl der erste Nocken als auch der zweite Nocken auf das Betätigungsmittel einwirken. Weiters betrifft die Erfindung Vorrichtung zum Zuschalten einer zusätzlichen Nockenerhebung für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem über einen Nocken einer Nockenwelle betätigten Gaswechselventil, mit zumindest einem vorzugsweise im Bereich des Grundkreises des Nockens in einer radialen Quer¬ bohrung der Nockenwelle verschiebbar gelagerten Druckkörper, welcher mittels eines innerhalb der hohlen Nockenwelle axial zumindest zwischen zwei Stel¬ lungen mittels einer axial innerhalb der Nockenwelle verschiebbar angeordneten Stellstange verstellbar ist, wobei die Stellstange zumindest eine Rampenfläche im Kontaktbereich des Druckkörpers aufweist, wobei der Verschiebeweg des Druckkörpers in der Querbohrung radial nach außen hin und/oder die Verdreh- barkeit des Druckkörpers in der Querbohrung begrenzt ist. Die Erfindung betrifft ferner auch eine Brennkraftmaschine mit einer variablen Ventilbetätigungsein¬ richtung mit zumindest einer geteilten Nockenanordnung, welche zumindest ei¬ nen fest mit einer Nockenwelle verbundenen Nocken und zumindest einen um eine Drehachse parallel zur Nockenwellenachse zwischen zumindest zwei Stel¬ lungen verdrehbaren Zusatznocken aufweist.
Es ist bekannt, dass Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung optimiert werden können, indem die Ventilsteuerzeiten der Einlass- und Auslassventile in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand verändert werden.
Durch eine solche Maßnahme kann sowohl die Leistung erhöht werden, als auch Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen verringert werden. Eine bekannte Möglichkeit, eine solche Veränderung der Ventilsteuerzeiten zu realisieren, be¬ steht darin, die Nockenwelle, die die Betätigung des betreffenden Ventils vor¬ nimmt, gegenüber einer Normalstellung geringfügig zu verdrehen. Es ist klar, dass auf diese Weise die Dauer der Ventilöffnung und der Ventilhub bei der Öff¬ nung unveränderlich sind. Aus der EP 0 596 860 A ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Veränderung der Ventilsteuerzeiten bekannt, bei denen sich jeder Nocken aus zwei Halb¬ nocken zusammensetzt, die gegeneinander verdrehbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, auch die Ventilöffnungsdauer zu verändern. Um die Halbnocken un¬ abhängig voneinander verstellen zu können, ist innerhalb einer hohl gebohrten Nockenwelle eine Innenwelle vorgesehen, die gegenüber der Nockenwelle ver¬ drehbar ist. Auf diese Weise können zwar sowohl der Beginn der Ventilöffnung als auch das Ende der Ventilöffnung innerhalb gewisser Grenzen unabhängig voneinander eingestellt werden, aber der Ventilhub ist nach wie vor vorgegeben, und außerdem ist die Vorrichtung komplex und aufwendig.
Eine weitere Lösung zur Realisierung von Ventilsteuerzeiten, bei denen Öffnungs¬ und Schließbewegung unabhängig voneinander verändert werden können, ist in der EP 0 909 882 A beschrieben. Dabei wird ein Ventil durch zwei Nockenwellen betätigt, von denen eine im Wesentlichen die Ventilöffnungsbewegung und die andere die Ventilschließbewegung initiiert. Auch bei dieser Lösung ist nachteilig, dass der Ventilhub unveränderlich ist und dass die mechanische Komplexität groß ist.
Aus der EP 1 375 843 A der Anmelderin der vorliegenden Erfindung ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die einen Ventilbetätigungsmechanismus aufweist, der eine Verbesserung der zuvor beschriebenen Lösungen bietet. Die Ventilbetä¬ tigung erfolgt dabei hydraulisch. Diese hydraulische Betätigung ist in manchen Fällen unerwünscht, wenn konstruktive Vorgaben entgegenstehen.
Die DE 24 56 752 zeigt eine rein mechanische Lösung, die jedoch nur einen sehr eingeschränkten Verstellbereich bietet.
Vorrichtungen zum Zuschalten einer zusätzlichen Nockenerhebung werden für Abgasrückführungseinrichtungen, Dekompressionseinrichtung und Auspuffbrems¬ einsrichtungen eingesetzt.
In der MTZ 2/2003, Jahrgang 64, Seite 100 wird eine schaltbare Nockenwelle für eine Motorbremse mit einer Vorrichtung zum Zuschalten einer zusätzlichen No¬ ckenerhebung für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art bekannt. Der Verschiebeweg und die Verdrehbarkeit des Druckkörpers wird dabei durch zwei beidseitig des Druckkörpers an der Oberfläche der Nockenwelle ange¬ schraubten Spangen begrenzt. Die Anzahl der Teile ist relativ groß, die Montage aufwendig und die Betriebssicherheit über lange Betriebszeit nicht gesichert.
Aus der EP 1 247 951 A2 ist eine Dekompressionseinrichtung mit einer innerhalb einer Nockenwelle angeordneten Stellstange bekannt, welche eine durch eine umlaufende Nut gebildete Rampenfläche aufweist, über die ein Zapfen im Bereich eines Nockengrundkreises radial verschoben werden kann. Die Stellstange wird über einen Seilzug bewegt.
Die US 1,439,798 offenbart eine Dekompressionseinrichtung mit einer in einer Nockenwelle angeordneten Stellstange, welche im Bereich eines radial in der Nockenwelle im Bereich eines Grundkreises eines Nockens angeordneten Zapfens Rampenflächen aufweist, welche auf den Zapfen einwirken. Durch Verschieben der Stellstange in Richtung der Längsachse der Nockenwelle gleitet der radiale Zapfen entlang den Rampenflächen und wird in radialer Richtung verschoben. Das Ein- und Ausfahren des radialen Zapfens erfolgt dabei zwangsgesteuert.
Weiters sind einfache Ventilbetätigungseinrichtungen mit starren Zusatznocken bekannt, welche eine interne Abgasrückführung kostengünstig und zuverlässig bewerkstelligen. Die fehlende Deaktivierbarkeit bei zusätzlicher Nockenerhebung ist allerdings in bestimmten Lastfällen im Abgaszyklus nachteilig.
Aus der US 5,136,887 ist eine variable Ventilbetätigungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, welche einen mittels einer innerhalb der Nocken¬ welle angeordneten Steuerquelle verdrehbaren Nocken aufweist.
Die US 4,498,352 zeigt eine Nockenwellenanordnung mit einem geteilten No¬ cken. Mittels einer innerhalb der hohlen Nockenwelle angeordneten Steuerwelle können die beiden Teilnocken relativ zueinander verdreht werden. Auch die FR 1 109 790 A zeigt eine ähnliche Nockenanordnung mit geteilten Nocken.
Weiters sind aus den Veröffentlichen US 4,522,085 und DE 29 21 645 Al No¬ ckenwellenanordnungen mit geteilten Nocken bekannt, wobei die Nocken mittels einer als Ziehstange ausgebildeten Steuerwelle gegeneinander verdreht werden können. Um dies zu bewirken, weist die Steuerwelle an ihrer Mantelfläche schräg bzw. schraubenförmig verlaufende Nuten auf, in welche Vorsprünge der verdreh¬ bar auf der Nockenwelle angeordneten Nockenteile eingreifen.
Weitere Nockenwellen mit geteilter Nockenanordnung, wobei zwei Nockenteile gegeneinander verdreht werden können, sind aus den Veröffentlichungen WO 94/19585 und US 4,917,058 A bekannt. Einer der beiden Nockenteile wird dabei durch eine äußere Verdreheinrichtung gegenüber dem anderen Nockenteil verdreht.
Die bekannten Anordnungen haben alle den Nachteil, dass sie eine hohe Anzahl an konstruktiv komplexen Bauteilen aufweisen, was den Fertigungsaufwand we¬ sentlich erhöht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine mit einer Ventilsteuerung anzugeben, die diese Nachteile vermeidet und große Freiheits¬ grade bei der Einstellung der Ventilöffnungszeiten und bei der Hubhöhe der Ven¬ tilbewegung ermöglicht. Dabei sollen die Vorteile der aus der EP 1 375 843 A be¬ kannten Lösung durch eine rein mechanische Lösung erreicht werden, wobei der Aufwand möglichst gering sein soll, so dass eine kostengünstige Herstellung und Instandhaltung erreicht werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise eine kostengünstige, robuste und zuverlässige Vor¬ richtung zum Zuschalten einer zusätzlichen Nockenerhebung zu schaffen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, den konstruktiven Aufwand für eine variable Ventil- betätigungseinrichtung bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu vermindern.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch gelöst, dass das Betätigungs¬ mittel einen Hebel umfasst, der das Gaswechselventil betätigt und der von bei¬ den Nocken betätigt wird.
Wesentlich an der Erfindung ist das Betätigungsmittel, das einen Hebel umfasst oder als Hebel ausgebildet ist, der das Gaswechselventil in Abhängigkeit von bei¬ den Nockenwellen steuert. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Ver¬ einfachung des mechanischen Aufbaus erreicht, und es kann auch die Höhe des Ventilhubs beeinflusst werden.
In einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist das Betätigungsmittel als zweiarmiger Hebel ausgebildet, dessen Enden von den Nocken betätigt werden und dessen Mittelabschnitt mit mindestens einem Betätigungshebel zur Betäti¬ gung von mindestens einem Gaswechselventil in Verbindung steht. Ein Anschlag kann dabei sicherstellen, dass das Ventil bzw. die Ventile nur dann öffnen, wenn beide Nocken auf die jeweiligen Betätigungsmittel einwirken. Die Nockenkon¬ turen sind dabei so gestaltet, dass beispielsweise der erste Nocken das Betäti¬ gungsmittel vor der frühest möglichen Ventilöffnungszeit beaufschlagt. Dies be¬ deutet, dass ausschließlich der zweite Nocken die tatsächliche Ventilöffnung ver- anlasst. Der zweite Nocken ist wiederum so ausgebildet, dass er auch noch bei dem spätest möglichen Ventilschließzeitpunkt das Betätigungsmittel noch beauf¬ schlagt, so dass das Ventil geschlossen wird, wenn der erste Nocken die Beauf¬ schlagung des Betätigungsmittels beendet. Durch unabhängige Verstellung der beiden Nockenwellen können so Öffnungs- und Schließbewegung des Gaswech¬ selventils unabhängig voneinander beeinflusst werden. Wenn die Schließbewe¬ gung eingeleitet wird, bevor die Öffnungsbewegung abgeschlossen ist, kann auch der Ventilhub in einfacher Weise verringert werden. Es ist jedoch in einer ver¬ einfachten Ausführungsvariante der Erfindung auch möglich, nur eine der beiden Nockenwellen verstellbar auszuführen, so dass beispielsweise der Ventilöffnungs- zeitpunkt fix ist, jedoch der Ventilschließzeitpunkt verändert werden kann. Die vollen Vorteile der Erfindung werden jedoch erst dann erreicht, wenn beide Nockenwellen unabhängig voneinander verstellbar sind.
Eine konstruktiv besonders günstige Lösung der Erfindung ist gegeben, wenn der erste Nocken über einen ersten Kipphebel und der zweite Nocken über einen zweiten Kipphebel auf das Betätigungsmittel einwirkt. Ein besonders einfacher Aufbau kann dabei dadurch erreicht werden, wenn der erste Kipphebel und der zweite Kipphebel auf einer gemeinsamen Achse gelagert sind.
Um sicherzustellen, dass zu jedem Zeitpunkt mindestens ein Kipphebel auf das Betätigungsmittel einwirkt, kann in bevorzugter Weise vorgesehen sein, dass ei¬ ner der Kipphebel einen vorzugsweise einstellbaren Mitnehmer für den anderen Kipphebel aufweist, wodurch dieser betätigt wird, wenn jener nicht betätigt wird. Die Einstellung kann beispielsweise durch eine Schraube am Mitnehmer realisiert sein, die es ermöglicht, die Koordination der Kipphebel entsprechend zu verän¬ dern.
Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich für alle Arten von Brennkraftmaschi¬ nen, also insbesondere auch für Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung und solche mit Selbstzündung, geeignet. Die erfindungsgemäße Ventilsteuerung kann als Gaswechselventil sowohl ein Einlassventil als auch ein Auslassventil ansteu¬ ern, oder es können sowohl Einlassventile als auch Auslassventile unabhängig voneinander variabel gesteuert werden.
Eine besonders einfache Ausführung der Brennkraftmaschine wird erreicht, wenn das Gaswechselventil, das von der ersten Nockenwelle und von der zweiten Nockenwelle gesteuert ist, ein Einlassventil ist und dass ein Auslassventil von der ersten Nockenwelle gesteuert ist. Auf diese Weise kann mit zwei Nockenwellen für die Steuerung der Ein- und Auslassventile das Auslangen gefunden werden. In diesem Fall sind die Steuerzeiten des Auslassventils fest mit der Öffnungs¬ oder mit der Schließbewegung des Einlassventils gekoppelt.
Bei einer Brennkraftmaschine mit drei oder mehr Ventilen pro Zylinder kann auch eine Ventilbrücke zur Betätigung mehrerer gleichartiger Gaswechselventile vor¬ gesehen sein. Auf diese Weise können beispielsweise zwei Einlassventile gleich¬ zeitig geöffnet und geschlossen werden.
Eine Undefinierte Lage des Hebelmechanismus kann in einer bevorzugten Aus¬ führungsvariante der Erfindung dadurch vermieden werden, dass der erste Nocken und der zweite Nocken jeweils einen Grundkreisabschnitt einen Erhe¬ bungsabschnitt und zwei Übergangsabschnitte aufweist, und dass die Summe der Erhebungsabschnitt mindestens so groß ist wie die Summe der Grundkreisab- schnitte, so dass dann, wenn sich ein Nocken im Grundkreisabschnitt befindet, sich der andere Nocken Erhebungsabschnitt befindet. Die Größe der beschriebe¬ nen Abschnitte wird durch die jeweiligen Axialwinkel definiert. Auf diese Weise wird auch erreicht, dass die Summe der Nockerhebungen stets einen vorbe¬ stimmten Mindestwert übersteigt, so dass das System dauernd spielfrei arbeitet.
Ein einfaches und zuverlässiges Zuschalten einer zusätzlichen Nockenerhebung kann dadurch erreicht werden, dass die Querbohrung zumindest eine Längsnut aufweist, in welche ein fest mit dem Druckkörper verbundenes Sicherungsele¬ ment eingreift, wobei Längsnut und Sicherungselement eine lose Führung bilden.
Der Verschiebeweg des Druckkörpers radial nach außen kann begrenzt werden, wenn die Länge der Längsnut geringer ist als die Länge der Querbohrung, wobei die maximale radiale Erstreckung der Längsnut in der Nockenwelle - von der Drehachse der Nockenwelle weggemessen - geringer ist als die radiale Er¬ streckung des Nockens im Bereich der Querbohrung.
Die Querbohrung ist dabei nur einseitig zwischen der Oberfläche des Nockens und dem Hohlraum der Nockenwelle ausgebildet.
In einer herstellungsmäßig einfachen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Längsnut durch eine vorzugsweise als Sackbohrung ausgeführte Führungs¬ bohrung parallel zur Querbohrung im Bereich des Randes Querbohrung gebildet ist, wobei vorzugsweise der Durchmesser der Führungsbohrung kleiner ist als der halbe Durchmesser der Querbohrung. Die Führungsbohrung geht dabei von der der Querbohrung abgewandten Seite der Oberfläche des Nockens aus.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Druckkörper durch einen zylindrischen Zapfen gebildet ist, dessen Durchmesser maximal dem Durchmesser der Querbohrung entspricht. Um punktförmige Druckbelastungen auf die Außenseite des Zapfens zu vermeiden, ist es vorteil¬ haft, wenn eine äußere, dem Hohlraum der Nockenwelle abgewandte erste Stirn¬ seite des Zapfens eine konvexe Zylinderfläche aufweist. Der Radius der Zylinder¬ fläche sollte dabei möglichst groß sein, um die Hertz 'sehe Pressung klein zu hal¬ ten. Dabei ist es wesentlich, dass der Zapfen in der Querbohrung derart verdreh¬ sicher angeordnet ist, dass die Achse der Zylinderfläche der ersten Stirnseite parallel zur Drehachse der Nockenwelle ausgerichtet ist.
Die innere, dem Hohlraum der Nockenwelle zugewandte zweite Stirnseite des Zapfens kann entweder eine konvexe Zylinderfläche oder eine konvexe Kugel¬ fläche aufweisen. Insbesondere, wenn der Druckkörper durch einen zylindrischen Zapfen gebildet ist, ist eine einzige Führungsbohrung im Bereich des Mantels der Querbohrung zur Begrenzung des Verschiebeweges und als Verdrehsicherung ausreichend. Es können aber auch zwei diametral gegenüberliegende Führungsbohrungen im Bereich des Mantels der Querbohrung vorgesehen sein.
Das Sicherungselement kann durch zumindest einen Sicherungsstift gebildet sein, welcher in einer vorzugsweise radialen Aufnahmebohrung des Zapfens an¬ geordnet ist, wobei der Durchmesser des Sicherungsstiftes maximale der Breite der Längsnut entspricht.
Alternativ zu einem zylindrischen Zapfen kann vorgesehen sein, dass der Druck¬ körper durch zumindest einen Wälzkörper gebildet ist, dessen größter Abroll¬ durchmesser maximal dem Durchmesser der Querbohrung entspricht und dessen Drehachse normal zur Achse der Querbohrung angeordnet ist, wobei vorzugs¬ weise der Wälzkörper im Bereich seiner Drehachse durch das Sicherungselement entlang der Längsnut, vorzugsweise entlang zweier diametral gegenüberliegen¬ der Längsnuten, geführt ist.
Zur Reduzierung der Hertz 'sehen Pressung in Folge der Ventilbetätigungsele¬ mente ist es vorteilhaft, wenn der Wälzkörper eine zylindrische erste Wälzfläche aufweist. Um ein Abrollen innerhalb der Querbohrung zu ermöglichen, kann der Wälzkörper beiderseits der ersten Wälzfläche kugelförmige zweite Wälzflächen aufweisen.
Das Sicherungselement kann in einer einfachen Ausführung auch hier durch ei¬ nen Sicherungsstift im Bereich der Drehachse des Wälzkörpers gebildet sein, dessen Durchmesser maximal der Breite der Längsnut entspricht.
Werden zumindest zwei Wälzkörper eingesetzt, so ist es vorteilhaft, wenn diese durch das Sicherungselement miteinander verbunden sind, wobei das Siche¬ rungselement vorzugsweise durch zumindest einen in der Längsnut geführten Ring oder Bügel gebildet ist.
Die Stellstange wird über eine mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektrische Betätigungseinrichtung, eventuell in Kombination mit einer Rück¬ stellfeder, betätigt. Um die Haltekräfte in Verstelllage möglichst gering zu halten, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Rampenfläche der Stellstange zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei Abflachungen für den Druckkörper aufweist, welche jeweils eine stabile Stellung des Druckkörpers definieren.
Im Rahmen der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass die Stellstange zumindest eine Applikationsbohrung zur Montage und Demontage des Druckkörpers auf- weist, wobei der Durchmesser der Applikationsbohrung zumindest dem Durch¬ messer der Querbohrung entspricht und wobei die Applikationsbohrung in zumin¬ dest einer Stellung der Stellstange fluchtend mit der Querbohrung bringbar ist, wobei vorzugsweise die Applikationsbohrung normal zur Drehachse der Nocken¬ welle angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Montage oder Demontage der Vorrichtung möglich. Ein schneller und lagerichtiger Einbau des Druckkörpers ist möglich, wenn im Bereich der Mantelfläche der Applikations¬ bohrung Applikationslängsnuten angeordnet sind, deren Lage, Zahl und Anord¬ nung den Längsnuten der Querbohrung entsprechen, wobei die Applikations¬ längsnuten in zumindest einer Stellung der Stellstange fluchtend mit den Längs¬ nuten der Querbohrung bringbar sind.
Insbesondere bei asymmetrisch gestalteten Druckkörpern, beispielsweise wenn die erst Stirnseite des Zapfens eine Zylinderfläche und die zweite Stirnseite des Zapfens eine Kugelfläche aufweist, ist ein lagerichtiger Einbau für die Funktions¬ sicherheit der Vorrichtung entscheidend. Um eine falsche Montage möglichst zu verhindern, ist vorgesehen, dass die Stellstange ein Lagesicherungsmittel für den lagesicheren Einbau des Druckkörpers aufweist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass als Lagesicherungsmittel das Sicherungselement näher der ersten Stirn¬ seite als der zweiten Stirnseite des Druckkörpers angeordnet ist, und dass die Länge der Applikationslängsnuten - ausgehend von einer der Querbohrung zuge¬ wandten ersten Seite der Stellstange - kleiner ist, als die halbe maximale Längs¬ erstreckung des Druckkörpers.
Der konstruktive Aufwand kann möglichst klein gehalten werden, wenn die No¬ ckenwelle eine zylindrische Führungsfläche für den Zusatznocken aufweist, an welcher der Zusatznocken in Umfangsrichtung verschiebbar gelagert ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Zusatznocken im Wesentlichen die Form eines offenen Kreisringes aufweist, dessen Innenradius im Wesentlichen mindes¬ tens dem Radius der zylindrischen Führungsfläche der Nockenwelle entspricht. Dies ermöglicht eine sehr einfache Formgebung des Zusatznockens.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Zusatznocken zwei die Nockenwelle ent¬ lang der zylindrischen Führungsfläche um einen Umgreifungswinkel größer als 180°, vorzugsweise um 210° bis 240° umgreifende Arme aufweist, die eine dia¬ metrale Halterung über einen Formschluss auf der Nockenwelle ermöglichen. Die beiden Arme des Zusatznockens ermöglichen eine formschlüssige Verbindung mit der Nockenwelle, wobei der Zusatznocken aber gegenüber der Nockenwelle ver¬ drehbar gehalten ist. Der Zusatznocken wird bei der Montage einfach auf die Nockenwelle seitlich aufgedrückt, wobei sich die Arme kurzfristig elastisch ver¬ formen. Der Zusatznocken ist drehfest mit einer innerhalb der Nockenwelle angeordneten Schaltwelle verbunden, wobei die Verbindung vorzugsweise über einen Stift mit zylindrischem oder ovalem Querschnitt erfolgt. Der Zusatznocken wird so auf die Nockenwelle aufgebracht, dass der Stift teilweise in eine Öffnung des Zusatz¬ nockens eintaucht. Dabei ist vorgesehen, dass die Nockenwelle im Bereich der Führungsfläche eine radiale Öffnung aufweist, wobei die in Richtung der Nocken¬ wellenachse gemessene Breite der Öffnung mindestens der in Richtung der No¬ ckenwellenachse gemessenen Dicke des Stiftes entspricht, wobei es vorteilhaft ist, wenn - in einem Schnitt quer zur Nockenwellenachse betrachtet - sich die Öffnung um einen Winkelbereich in Umfangsrichtung von etwa 60° bis 120° um die Nockenwellenachse erstreckt. Der Zusatznocken kann somit über den Stift durch die Schaltwelle innerhalb der Nockenwelle verdreht werden, wobei der Öff¬ nungswinkel der Öffnung den Verstellbereich definiert.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgese¬ hen, dass die zylindrische Führungsfläche als radiale umlaufende Nut im festste¬ henden Nocken ausgebildet ist, wobei die Breite der Nut mindestens der Breite des Zusatznockens entspricht. Der Zusatznocken sollte möglichst schmal ausge¬ führt werden, was durch die Wahl der Nockenform und die zufolge des kleinen Nockenhubes nur kleine wirksame Ventilfederkraft möglich ist.
Der Zusatznocken wird durch die Schaltwelle zwischen einer Ruhestellung und zumindest einer Aktivstellung verdreht. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Zusatznocken in seiner Ruhestellung radial innerhalb der Nockenerhebung des feststehenden Nockens angeordnet ist.
In einer besonders einfachen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Führungsfläche konzentrisch zur Nockenwellenachse angeordnet ist.
Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die Führungs¬ fläche exzentrisch zur Nockenwellenachse angeordnet ist.
Die Mitte der zylindrischen Führungsfläche ist dabei geringfügig bezüglich der Nockenwellenachse in etwa auf die der höchsten Nockenwellenerhebung abge¬ wandten Seite des feststehenden Nockens versetzt angeordnet. Dadurch kann der Verstellwinkel verringert werden. Um eine unbehinderte Verdrehbewegung des Zusatznockens zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Stift axial beweglich mit dem Zusatznocken verbunden ist.
In der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausfüh¬ rungsvarianten näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsvariante der Erfindung im Schnitt; Fig. 2 eine alternative Ausführungsvariante der Erfindung im Schnitt;
Fig. 3 und Fig. 4 Diagramme zur Erklärung der Wirkungsweise der Erfin¬ dung in den Ausführungsvarianten von Fig. 1 und Fig. 2;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung in einer ersten Phasenlage;
Fig. 6 die Ausführungsvariante von Fig. 5 in einer zweiten Phasenlage; und
Fig. 7 ein Diagramm zur Erklärung der Wirkungsweise der Erfindung ge¬ mäß den Ausführungsvarianten von Fig. 5 und Fig. 6;
Fig. 8 eine Nockenwelle mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zuschalten einer zusätzlichen Nockenerhebung in einer ersten Aus¬ führungsvariante in einem Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 12;
Fig. 9 einen Druckkörper im Schnitt gemäß der Linie IX-IX in Fig. 8;
Fig. 10 die Nockenwelle im Schnitt gemäß der Linie X-X in Fig. 8 während eines Montagevorganges;
Fig. 11 die Nockenwelle mit der Vorrichtung in einer Ruhestellung in einem Schnitt entsprechend Fig. 10;
Fig. 12 die Nockenwelle mit der Vorrichtung in einer Betriebsstellung ent¬ sprechend dem Schnitt in Fig. 10;
Fig. 13 eine Nockenwelle mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zuschalten einer zusätzlichen Nockenerhebung in einer zweiten Ausführungsvariante in einem Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in Fig. 17;
Fig. 14 einen Druckköper in einem Schnitt gemäß der Linie XIV-XIV in Fig. 13;
Fig. 15 eine Nockenwelle mit der Vorrichtung in einem Schnitt gemäß der Linie XV-XV in Fig. 13 in einer Montagestellung;
Fig. 16 die Nockenwelle mit der Vorrichtung in einer Ruhestellung in einem Schnitt analog zu Fig. 15;
Fig. 17 die Nockenwelle mit der Vorrichtung in einer Betriebsstellung in ei¬ nem Schnitt analog zu Fig. 15;
Fig. 18 eine Nockenwelle einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer Ausführungsvariante in einem Querschnitt in einer Ruhestel¬ lung des Zusatznockens; Fig. 19 die Nockenwelle in einem Querschnitt, wobei sich der nocken in einer Aktivstellung befindet;
Fig. 20 eine Nockenwelle in einer Seitenansicht; und
Fig. 21 eine Nockenwelle einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer weiteren Ausführungsvariante in einem Querschnitt.
In Fig. 1 ist der erfindungswesentliche Teil einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung dargestellt. Einem nicht näher dargestellten Zylinder sind zwei Gas¬ wechselventile Ia, Ib zugeordnet, die beide jeweils Einlassventile oder Auslass¬ ventile sein können. In an sich bekannter Weise werden die Gaswechselventile Ia, Ib von Ventilfedern 2a, 2b, die sich auf Tellern 3a, 3b abstützen, in die ge¬ schlossene Stellung vorgespannt.
Ein zweiarmiger Hebel 6 mit Rollen 20, 21 an den Enden 6a, 6b wird einerseits von einem ersten Nocken 14 betätigt, der auf einer ersten Nockenwelle 16 ange¬ ordnet ist, und andererseits von einem zweiten Nocken 15 betätigt, der auf einer zweiten Nockenwelle 17 angeordnet ist.
Der Hebel 6 ist auf zwei Betätigungshebeln 7, 8 gelagert, die an ihren ersten En¬ den 7a, 8a gelagert sind und an ihren zweiten Enden 7b, 8b jeweils ein Gaswech¬ selventil Ia, Ib betätigen. Um die Beweglichkeit des Hebels 6 zu gewährleisten, ist es möglich, eine der beiden Lagerungen des Hebels 6 auf den Betätigungshe¬ beln 7, 8 beispielsweise über ein nicht dargestelltes Langloch geringfügig ver¬ schiebbar auszuführen. Ein Anschlag 9 im Mittelabschnitt 6c des Hebels 6 ge¬ währleistet, dass sich der Mittelabschnitt 6c in der gleichen Höhe befindet, wenn keiner oder wenn genau einer der Nocken 14, 15 in der erhobenen Stellung ist.
Bei der Ausführungsvariante von Fig. 2 wird ein einzelnes Gaswechselventil 1 mit einer Ventilfeder 2 und einem Ventilteller 3 durch einen Hebel 10 betätigt, der seinerseits von Kipphebeln 12, 13 betätigt wird. Der erste und der zweite Kipp¬ hebel 12, 13 sind auf einer gemeinsamen Achse 18 gelagert. Der erste Kipphebel 12 besitzt einen angeformten Mitnehmer 19, der den zweiten Kipphebel 13 betä¬ tigt, wenn der erste Kipphebel 12 nicht betätigt wird. Der Hebel 10 ist als zwei¬ armiger Hebel ausgebildet, der im mittleren Bereich einen Ventilbetätigungsab¬ schnitt 10c aufweist und der an seinen Enden Nockenbetätigungsabschnitte 10a, 10b aufweist.
In dem Diagramm von Fig. 3 wird die Variabilität des erfindungsgemäßen Ventil¬ triebs anhand eines Diagramms dargestellt. Dieses Diagramm ist für beide der oben beschriebnen Ausführungsvarianten relevant. Über dem Kurbelwinkel KW ist der Ventilhub h in beliebigen Einheiten aufgetragen. Mit 30 ist ein erster Kur¬ venabschnitt bezeichnet, der einer frühen Öffnung des Gaswechselventils 1 ent- spricht. Je nach Festsetzung des Schließzeitpunktes setzt sich der Kurvenab¬ schnitt 30 in den Kurvenabschnitten 31, 32 oder 33 fort, wobei 31 einem sehr frühen Schließen, 32 einem mittleren Schließen und 33 einem späten Schließen entspricht. Es ist ersichtlich, dass bei frühem Schließen gemäß Kurve 31 der ma¬ ximale Ventilhub h nicht erreicht wird, da die Schließbewegung bereits beginnt, bevor die Öffnungsbewegung vollendet ist. In analoger Weise sind mit unterbro¬ chenen Linien weitere Kurven 40, 41, 42 und 43 eingetragen, die den Kurven 30, 31, 32 und 33 entsprechen, wobei jedoch ein späterer Ventilöffnungszeitpunkt gegeben ist. Die Länge der Ventilöffnung und der Hub entsprechend den Kurven 41, 42 und 43 sind identisch denen im Fall der Kurven 31, 32 bzw. 33.
In Fig. 4 ist in einem Diagramm der Zusammenhang zwischen der Stellung der Nocken 14, 15 und der Ventilöffnung dargestellt. Die Kurve 51 stellt dabei die Erhebung des ersten Nockens 14 dar, die zwischen n0, dem Grundkreis, und ni, der Nockenerhebung, wechselt. Analog dazu stellt die Kurve 52 die Situation am zweiten Nocken 15 dar, die zwischen der Grundstellung m0 und der erhobenen Stellung nrii wechselt. Zu einem Zeitpunkt t0, der 0° Kurbelwinkel entspricht, ist der erste Nocken 14 in der erhobenen Stellung ni und der zweite Nocken 15 in der Grundstellung rπ0. Dementsprechend ist das Gaswechselventil 1 in seiner ge¬ schlossenen Stellung.
Zum Zeitpunkt ti beginnt am zweiten Nocken 15 die ansteigende Flanke, die sich bis zum Zeitpunkt t2 fortsetzt, in der der zweite Nocken 15 die erhobene Stellung mi erreicht hat. Dieser Zeitabschnitt zwischen ti und t2 entspricht der Öffnungs¬ bewegung des Gaswechselventils 1. Bis zum Zeitpunkt t3 bleiben beide Nocken 14, 15 in der erhobenen Stellung U1, rru, und das Gaswechselventil 1 bleibt voll¬ ständig geöffnet. Zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 sinkt der erste Nocken 14 auf seinen Grundkreis bei n0 ab, und dementsprechend schließt das Gaswechsel¬ ventil 1 und ist ab dem Zeitpunkt t4 vollständig geschlossen. Zu einem beliebigen Zeitpunkt t5, der aber jedenfalls nach dem spätest möglichen Zeitpunkt t4 liegen muss, beginnt die absteigende Flanke des zweiten Nockens 15, wie aus der Kurve 52 ersichtlich ist. Da jedoch der Mitnehmer 19 des ersten Kipphebels 12 den zweiten Kipphebel 13 niederhält, hebt dieser vom zweiten Nocken 15 ab, so dass sich eine fiktive Nockenkurve 53 ergibt, die mit strichpunktierten Linien dargestellt ist. Der Zeitpunkt t6 entspricht dem Erreichen des Grundkreises des zweiten Nockens 15, was jedoch für das System bedeutungslos ist. Erst zu einem Zeitpunkt t7 beginnt die ansteigende Flanke des ersten Nockens 14 mit einer ent¬ sprechenden Bewegung des ersten Kipphebels 12, wodurch der Mitnehmer 19 den zweiten Kipphebel 13 entsprechend freigibt, bis dieser letztendlich wieder auf dem zweiten Nocken 15 aufsitzt. Im Zeitpunkt t8, der 720° Kurbelwinkel ent¬ spricht, ist diese Bewegung zu Ende, und es beginnt ein neues Arbeitsspiel bei to. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass der zweite Nocken 15 die Öffnungsbewegung des Gaswechselventils 1 veranlasst, wogegen der erste Nocken 14 die Schließbewe¬ gung bewirkt.
Die Ausführungsvariante von Fig. 5 und Fig. 6 ist durch einen Hebel 6 gekenn¬ zeichnet, der auf einen einzelnen Betätigungshebel 8 einwirkt, der an einem Ende 8a gelagert ist und am anderen Ende 8b auf ein Gaswechselventil 1 ein¬ wirkt. Die Nocken 14, 15 besitzen jeweils einen Grundkreisabschnitt 14a, 15a, einen Erhebungsabschnitt 14c, 15c und zwei Übergangsabschnitte 14b, 14d; 15b, 15d dazwischen. Diesen Abschnitten 14a, 14b, 14c, 14d; 15a, 15b, 15c, 15d entsprechen Axialwinkel φa, φt>, Φc, Φd, bzw. ψa, ψb/ ψc, ψd die die Dauer der jeweiligen Abschnitte festlegen. Das gleichzeitige Zusammentreffen der beiden Grundkreisabschnitte 14a, 15a kann verhindert werden, wenn die Axialwinkel φa, φt>/ φc, φd/ bzw. ψa, ψb/ ψc, ψd folgende Bedingung erfüllen:
φa+ ψa ≤ φc+ ψc ■
Bis zum Zeitpunkt t4 entspricht das Diagramm von Fig. 7 dem von Fig. 4, unter¬ schiedlich ist jedoch, dass die ansteigende Flanke des ersten Nockens 14 und die absteigende Flanke des zweiten Nockens 15 bei t5 etwa gleichzeitig beginnen und bei t6 enden.
Der Abschnitt 14a des Nockens 14 entspricht dabei dem Zeitabschnitt zwischen t4 und t5, der Abschnitt 14b dem Zeitabschnitt zwischen t5 und t6, der Abschnitt 14c dem Zeitabschnitt zwischen t6 und t3, und der Abschnitt 14d dem Zeitabschnitt zwischen t3 und t4. Analog dazu entspricht der Abschnitt 15a des Nockens 15 dem Zeitabschnitt zwischen t6 und ti, der Abschnitt 15b dem Zeitabschnitt zwi¬ schen ti und t2, der Abschnitt 15c dem Zeitabschnitt zwischen t2 und ts, und der Abschnitt 15d dem Zeitabschnitt zwischen ts und t6.
Es ist klar, dass die Öffnungsdauer des Ventils durch Verschieben der Kurve 51 nach links oder Verschieben der Kurve 52 nach rechts verlängert werden kann, was erreicht wird, indem die Nockenwellen entsprechend verdreht werden.
Durch die vorliegende Erfindung ist es in einfacher Weise möglich, die Ventilsteu¬ erzeiten mit großen Freiheitsgraden festzulegen.
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsbeispielen mit gleichen Bezugs¬ zeichen versehen.
Die Vorrichtung 100 zum Zuschalten einer zusätzlichen Nockenerhebung bei ei¬ nem Nocken 102 einer Nockenwelle 104 weist zumindest einen in einer radialen Querbohrung 106 der Nockenwelle 104 verschiebbar angeordneten Druckkörper 120 auf, welcher mittels einer axial verschiebbaren, in der hohl ausgeführten Nockenwellen 104 gelagerten Stellstange 130 positioniert wird. Die Stellstange 130 kann je nach Erfordernis über eine mechanische, pneumatische, hydrau¬ lische und/oder elektrische Betätigungseinrichtung, eventuell mit einer rückstel¬ lenden Feder, betätigt werden.
Der Verschiebeweg des Druckkörpers 120 radial nach außen hin und/oder die Verdrehbarkeit des Druckkörpers 120 in der Querbohrung 106 wird durch eine Formschlussverbindung begrenzt, wobei die Formschlussverbindung in den Aus¬ führungsbeispielen durch zumindest eine Längsnut 108 im Bereich der Mantel¬ fläche 110 der Querbohrung 106 gebildet ist, wobei ein Sicherungselement 112 in die Längsnut 108 eingreift. Diese Führung erfolgt lose und verhindert ein Querstellen des Druckkörpers 120 (Die genaue Ausrichtung erfolgt automatisch über den Kraftschluss zwischen der Zylinderfläche 127 oder der Wälzfläche 154 und dem Nockenstößel oder dem Kipp- oder Schlepphebel). In den Ausführungs¬ beispielen sind jeweils zwei bezüglich der Querbohrung 106 diametral gegen¬ überliegende Längsnute 108 vorgesehen. Es sind aber auch mehr oder weniger Längsnuten denkbar.
Zu Begrenzung des Verschiebeweges des Druckkörpers 120 nach außen ist die Länge Ii der Längsnut 108 geringer als die Länge I2 der Querbohrung 106, wobei die maximale radiale Erstreckung der Längsnut 108 in der Nockenwelle 104 - von der Drehachse 105 der Nockenwelle 104 weggemessen - geringer ist als der Radialabstand der Nockenkontur 103 von der Drehachse 105.
Bei der in den Figuren 8 bis 11 dargestellten Ausführungsvariante ist der Druck¬ körper 120 durch einen zylindrischen Zapfen 122 gebildet. Ein im Zapfen 122 in einer Aufnahmebohrung 124 quer zur Achse 107 der Querbohrung 106 angeord¬ neter Sicherungsstift 114 bildet das Sicherungselement 112, wobei der Durch¬ messer di des Sicherungsstiftes 114 maximal der Breite b der Längsnut 108 ent¬ spricht. Jede Längsnut 108 wird durch eine parallel zur Achse 107 der Querboh¬ rung 106 angeordnete Führungsbohrung 116 gebildet. Die Führungsbohrungen 116 sind als Sacklochbohrungen ausgeführt, welche von der der Querbohrung 106 gegenüberliegenden Oberfläche 101 des Nockens 102 ausgehen. Dadurch, dass der Sicherungsstift 114 in die Führungsbohrungen 116 eingreift, wird das Herausfallen des zylindrischen Zapfens 122 verhindert. Zur Innenseite der Nockenwelle 104 hin übernimmt die Stellstange 130 die Anschlagfunktion für den Zapfen 122. Gleichzeitig bildet der Sicherungsstift 114 zusammen mit den Füh¬ rungsbohrungen 116, deren Durchmesser d2 kleiner ist als der Radius r des Zapfens 122, die Funktion einer Verdrehsicherung für den Zapfen 122. Zur Ver¬ drehsicherung würde auch eine einzige Führungsbohrung 116 ausreichen. Eine zweite Führungsbohrung 116 und ein zweiter Sicherungsstift 114 verhindern al- lerdings ein Kippen des zylindrischen Zapfens 122. Mit 125 ist die Achse der Auf¬ nahmebohrung 124 für den Sicherungsstift 114 bezeichnet.
Die im Hohlraum 132 der Nockenwelle 104 angeordnete Stellstange 130 weist eine Rampenfläche 134 mit zumindest zwei Abflachungen 136, 138 für eine Ru¬ hestellung (Fig. 11) und eine Betriebsstellung (Fig. 12) der Vorrichtung 100 auf. In der in Fig. 12 dargestellten Betriebsstellung ragt der Zapfen 122 über die No¬ ckenkontur 103 des Nockens 102 hinaus und stützt sich dabei über die Stell¬ stange 130 in der Nockenwelle 104 an der Abflachung 138 ab. Bei Deaktivierung der Vorrichtung 100 wird durch das Verschieben der Stellstange 130 der dem Zapfen 122 zur Verfügung stehende Raum so weit im Bereich der Abflachung 136 vergrößert, dass diese beim Überfahren des Stößels, des Kipphebels oder Schlepphebels ohne Widerstand in die Nockenkontur 103 des Hauptnockens 102 ganz oder teilweise zurückgeschoben wird. Damit kann ein Nullhub oder ein Min¬ desthub definiert werden und die Abgasrückführmenge entsprechend auf Null oder eine Minimalmenge reduziert werden. Die Stellstange 130 kann auch mit drei oder mehr Abflachungen 136, 138 versehen sein. Dadurch können zwischen den Extremlagen für den Zapfen 122 auch Zwischenlagen definiert werden.
Der zylindrische Zapfen 122 weist auf seiner dem Hohlraum 132 abgewandten ersten Stirnseite 126 eine Zylinderfläche 127 auf, deren Radius der Hertz 'sehen Pressung entsprechend groß ausgeführt wird. Die Achse 127a und/oder die Er¬ zeugenden der Zylinderfläche 127 ist bzw. sind parallel zur Drehachse 105 der Nockenwelle 104 ausgerichtet. An der dem Hohlraum 132 zugewandten zweiten Stirnseite 128 weist der Zapfen 122 ebenfalls eine Zylinderfläche 129 oder eine Kugelfläche auf. Der in den Zapfen 122 eingesteckte bzw. diesen durchsetzende Sicherungsstift 114 orientiert den Zapfen 122 so, dass eine Linienberührung zwi¬ schen dem Zapfen 122 und dem Nockenstößel oder Kipp- oder Schlepphebel ge¬ währleistet ist.
Fig. 10 zeigt die Stellstange 130 in einer Montagestellung für den Zapfen 122. Die Montage erfolgt, indem der Zapfen 122 in eine normal zur Drehachse 105 ausgebildete Applikationsbohrung 140 eingesetzt und die Stellstange 130 in den Hohlraum 132 der Nockenwelle 104 eingeschoben wird, bis die Applikationsboh¬ rung 140 in einer Linie mit der Querbohrung 106 zu liegen kommt. Der Durch¬ messer d3 der Applikationsbohrung muss dabei zumindest so große sein, dass der Zapfen 122 untergebracht werden kann. Durch die beiden Führungsbohrun¬ gen 116 an der der Querbohrung 106 abgewandten Seite der Nockenwelle 104 kann der Zapfen 122 aus der Stellstange 130 in die Querbohrung 106 geschoben werden. Danach wird die Stellstange 130 weitergeschoben, bis die der Ruheposi¬ tion der Vorrichtung 100 entsprechende Abflachung 136 erreicht ist. Für das Ak¬ tivieren der Vorrichtung 100 wird die Stellstange 130 noch weiter in die Nocken- welle 104 bewegt, bis der Zapfen 122 auf der der Betriebsstellung entsprechen¬ den Abflachung 138 zu liegen kommt.
Vorteilhaft ist, dass auf der dem Zapfen 122 gegenüberliegenden Oberfläche 101 der Nockens 102 die beiden kleinen Führungsbohrungen 116 (oder nur eine Führungsbohrung 116) für die Verdrehsicherung durchgeführt werden müssen und damit die Nockenfläche nicht wesentlich gestört wird. Die Querbohrung 106 wird als Sachlochbohrung von der den Führungsbohrungen 116 gegenüberlie¬ genden Seite der Nockenwelle 104 aus bearbeitet.
Entsprechend des Führungsbohrungen 116 in der Nockenwelle 104 sind auch in der Stellstange 130 im Bereich der Mantelfläche 142 der Applikationsbohrung 140 Applikationslängsnuten 144 eingearbeitet, um zu ermöglichen, dass der Zap¬ fen 122 samt Sicherungsstift 114 in die Applikationsbohrung 140 eingesetzt wird. Insbesondere im Falle eines asymmetrisch ausgeführten Zapfens 122, also wenn der Zapfen 122 im Bereich der ersten Stirnseite 126 eine Zylinderfläche und im Bereich der zweiten Stirnseite 128 eine Kugelfläche aufweist, ist ein lagerichtiger Einbau in die Nockenwelle 104 für die Funktionssicherheit entscheidend. Die An¬ ordnung des Sicherungsstiftes 114 im Zapfen 122 und die Anordnung und Länge der Applikationslängsnuten 144 in der Stellstange 130 können dabei als Lage¬ sicherungsmittel eingesetzt werden. Dabei ist es wesentlich, dass die Aufnahme¬ bohrung 124 für den Sicherungsstift 114 der ersten Stirnseite 126 näher ist als der zweiten Stirnseite 128. Weiters muss die Länge I3 der Applikationslängsnuten 144 - ausgehend von einer der Querbohrung 106 zugewandten ersten Seite 146 der Stellstange 130 - kleiner sein als die halbe maximale Länge I4 des Zapfens 122. Dadurch wird ein falsches Einsetzen des Zapfens 122 in die Applikations¬ bohrung 140 verhindert. Zur Montage muss der Zapfen 122 mit entsprechend kleinem Werkzeug durch die in diesem Fall nur mehr halb durchgängigen Führ¬ ungsbohrungen 116 in die Querbohrung 106 der Nockenwelle 104 geschoben werden.
Falls die Hertz 'sehe Pressung es zulässt, kann der Druckkörper 120 auch durch zwei Wälzkörper 150 gebildet sein, wie in den Fig. 13 bis Fig. 17 dargestellt ist. Die beiden Wälzkörper 150 sind dabei durch ein oder zwei Sicherungsbügel 152 miteinander verbunden, welche in den Längsnuten 108 geführt sind. Die Füh¬ rungsbohrungen 116 müssen in diesem Fall in einer Ebene mit der Drehachse 105 der Nockenwelle liegen, während bei der in den Figuren 8 bis 12 gezeigten Ausführung mit zylindrischen Zapfen 122 die Ebene der Führungsbohrungen 116 beliebig um die Achse 107 der Querbohrung 106 verdreht sein kann. Der Vorteil der Ausführung mit durch Wälzkörper 150 gebildeten Druckkörper 120 ist, dass ein Rollkontakt mit dem Stößel bzw. Kipphebeln oder Schlepphebeln besteht und somit Verschleiß und Reibungsverluste geringer sind. Die Wälzkörper 150 weisen im Wesentlichen eine kugelige Gestalt auf und sind jeweils mit einer zylindrischen ersten Wälzfläche 154 ausgestattet, beidseits wel¬ cher jeweils zwei kugelförmige zweite Wälzflächen 156 ausgebildet sind. Die zy¬ lindrische erste Wälzfläche 154 dient dem Kontakt mit dem Stößel, Kipphebel oder Schlepphebel, die kugelförmigen zweiten Wälzflächen 156 ermöglichen ein Abrollen in der Querbohrung 106. Die Drehachse 151 der Wälzkörper 150 ist normal zur Achse 107 der Querbohrung 106 ausgebildet.
Die hohl ausgeführte Nockenwelle 201 weist eine geteilte Nockenanordnung 202 auf. Die Nockenanordnung 202 besteht aus zumindest einem mit der Nocken¬ welle 201 fest verbundenen Nocken 203 und einem Zusatznocken 204, welcher - abgesehen von der Nockenerhebung 205 - die Form eines offenen Kreisringes hat.
Die Nockenwelle 201 weist eine im Wesentlichen kreiszylindrische Führungsfläche 206 für den Zusatznocken 204 auf. Der Radius R der inneren Ringfläche 207 des Zusatznockens 204 entspricht im Wesentlichen mindestens dem Radius r1 der Führungsfläche 206 der Nockenwelle 201.
Der Zusatznocken 204 weist zwei Arme 208 auf, welche die Nockenwelle 201 um einen Umgreifungswinkel α > 180°, vorzugsweise zwischen 210° bis 240°, um¬ spannen.
Der Zusatznocken 204 ist über einen Stift 209 mit ausreichender Biegesteifigkeit mit einer innerhalb der Nockenwelle 201 drehbar gelagerten Schaltwelle 210 verbunden, wobei der Stift 209 eine radiale Öffnung 211 der Nockenwelle 201 im Bereich der Führungsfläche 206 durchdringt. Die Breite der Öffnung 211 ent¬ spricht mindestens der Dicke des Stiftes 209. Die Öffnung 211 spannt einen Win¬ kelbereich ß auf, welcher zwischen etwa 60° bis 120° beträgt und der den Schaltweg des Zusatznockens 204 definiert.
In der in den Figuren 18 bis 21 dargestellten Ausführungsvarianten ist die Füh¬ rungsfläche 206 durch eine radiale umlaufende Nut 212 im Nocken 203 gebildet, welche den Nocken 203 in zwei Abschnitte 203a, 203b teilt. Die Breite der Nut 212 entspricht etwa der Breite 213 des Zusatznockens 204. Die beiden Flanken 214, 215 der Nut 212 bilden die axiale Führung des Zusatznockens 204.
Bei der Montage wird der Zusatznocken 204 seitlich in die Nut 212 eingeschoben und auf die Nockenwelle 201 aufgedrückt, wobei die beiden Arme 208 geringfü¬ gig elastisch verformt werden. Durch die umgreifenden Arme 208 ist der Zusatz¬ nocken 204 verliersicher mit der Nockenwelle 201 verbunden. Der Zusatznocken 204 wird dabei so axial auf die Nockenwelle 201 aufgeschoben, dass das Ende 216 des Stiftes 209 durch eine Ausnehmung 217 des Zusatznockens 204 aufge- nommen wird und somit eine formschlüssige Drehverbindung zwischen dem Zu¬ satznocken 204 und der Schaltwelle 210 hergestellt wird.
In der in den Fig. 18 und Fig. 19 dargestellten Ausführungsvariante ist die Füh¬ rungsfläche 206 konzentrisch zur Nockenwellenachse 218 ausgeführt. Fig. 21 zeigt eine weitere Ausführungsvariante mit einer bezüglich der Nockenwellen¬ achse 218 exzentrisch angeordneten Führungsfläche 206. Dadurch, dass die Mitte M der Führungsfläche in einem geringen Abstand e exzentrisch zur Nockenwellenachse 218 angeordnet ist, kann die Größe des Verstellwinkels ß verringert werden. Dabei ist in vollgezogenen Linien der Zusatznocken 204 in der Ruhrstellung und in strichpunktierten Linien der Zusatznocken 204 in einer Aktiv¬ stellung dargestellt. Um trotz der Exzentrizität e ein Verdrehen des Zusatz¬ nockens 204 in Bezug auf den Nocken 203 zu ermöglichen, ist der Stift 209 lose, also längs verschiebbar, mit dem Zusatznocken 204 verbunden. Die Anlageflan¬ ken 217a, 217b der Ausnehmung 217 des Stiftes 209 im Zusatznocken 204 sind dabei der Exzenterverlagerung angepasst, um ein Klemmen des Stiftes 209 bei Verdrehen des Zusatznockens 204 zu verhindern. Dabei sind die gegenüberlie¬ genden Anlageflanken 217a, 217b - im dargestellten Schnitt betrachtet - nicht parallel ausgerichtet. Eine Anlageflanke weist einen Vorsprung 217b1 oder eine Ausbuchtung auf, so dass in diesem Bereich nur eine Punktberührung mit dem Stift 209 besteht.
Der Zusatznocken 204 kann über die zentrale, relativ zur Nockenwelle 201 verdrehbare Schaltwelle 210 in die gewünschte Position gedreht werden. Die Be¬ tätigung der zentralen Schaltwelle 210 erfolgt über für derartige Einsatzzwecke übliche Vorrichtungen, wie z.B. einen hydraulischen Phasensteiler. Da der Zu¬ satznocken 204 auch einen Teil der Auflagebreite des Hauptnockens 203 für sich beansprucht, muss er möglichst schmal ausgeführt werden, was durch die Wahl der Nockenform und die durch den nur kleinen Nockenhub auch kleine Ventil¬ federkraft möglich ist.
Eine bevorzugte Anwendungsmöglichkeit ist beispielsweise die Durchführung ei¬ ner internen Abgasrückführung in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Das Einlassventil wird dabei während der Auslassphase vor oder nach dem unteren Totpunkt kurzfristig um einen geringen Wert geöffnet, was durch Verdrehen des Zusatznockens 204 von der in Fig. 18 dargestellten Ruhestellung in die in Fig. 19 dargestellte Aktivstellung ermöglicht wird. P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit mindestens einem Zylin¬ der und mit mindestens einem Gaswechselventil (1; Ia, Ib), das durch eine erste Nockenwelle (16) über einen ersten Nocken (14) und eine zweite No¬ ckenwelle (17) über einen zweiten Nocken (15) gesteuert ist, wobei min¬ destens eine Nockenwelle (16, 17) zur Veränderung der Steuerzeiten des Gaswechselventils (1; Ia, Ib) in ihrer Phasenlage verstellbar ausgeführt ist, wobei der erste Nocken (14) auf ein Betätigungsmittel (6, 10) einwirkt und der zweite Nocken (15) auf ein Betätigungsmittel (6, 10) einwirkt, welches Betätigungsmittel (6, 10) das Gaswechselventil (1; Ia, Ib) betätigt, wobei das Betätigungsmittel (6, 10) so ausgebildet ist, dass das Gaswechselventil (1; Ia, Ib) dann und nur dann geöffnet ist, wenn sowohl der erste Nocken (14) als auch der zweite Nocken (15) auf das Betätigungsmittel (6, 10) ein¬ wirken, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (6, 10) ei¬ nen Hebel (6) umfasst, der das Gaswechselventil (1; Ia, Ib) betätigt und der von beiden Nocken (14, 15) betätigt wird.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel als zweiarmiger Hebel (6) ausgebildet ist, dessen Enden (6a, 6b) von den Nocken (14, 15) betätigt werden und dessen Mittelab¬ schnitt (6c) mit mindestens einem Betätigungshebel (7, 8) zur Betätigung von mindestens einem Gaswechselventil (1; Ia, Ib) in Verbindung stehen.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Mittelabschnitts (6c) des Hebels (6) ein Anschlag (9) vorgese¬ hen ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass mindestens ein Betätigungshebel (7, 8) vorgesehen ist, der an seinem ersten Ende (7a, 8a) gelagert ist und an seinem zweiten Ende (7b, 8b) ein Gaswechselventil (Ia, Ib) betätigt.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Hebel (6) auf einem oder mehreren Betätigungshebeln (7, 8) gelagert ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der erste Nocken (14) über einen ersten Kipphebel (12) auf das Betätigungsmittel (10) einwirkt und dass der zweite Nocken (15) über einen zweiten Kipphebel (13) auf das Betätigungsmittel (10) einwirkt, wobei

Claims

der erste Kipphebel (12) und der zweite Kipphebel (13) vorzugsweise auf einer gemeinsamen Achse (18) gelagert sind.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ei¬ ner der Kipphebel (12) einen vorzugsweise einstellbaren Mitnehmer (19) für den anderen Kipphebel (13) aufweist, wodurch dieser betätigt wird, wenn jener nicht betätigt wird.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Betätigungsmittel als zweiarmiger Hebel (10) ausgebil¬ det ist, der im mittleren Bereich einen Ventilbetätigungsabschnitt (10c) auf¬ weist und der an seinen Enden Nockenbetätigungsabschnitte (10a, 10b) aufweist.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Gaswechselventil (1), das von der ersten Nockenwelle (16) und von der zweiten Nockenwelle (17) gesteuert ist, ein Einlassventil ist und dass ein Auslassventil von der ersten Nockenwelle (16) gesteuert ist.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die erste Nockenwelle (16) und die zweite Nockenwelle (17) in ihrer Phasenlage unabhängig voneinander verstellbar ausgeführt sind.
11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Hebel (6) und/oder der erste Kipphebel (12) und der zweite Kipphebel (13) über Rollen (20, 21) mit den Nocken (14, 15) zusam¬ menwirken.
12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der erste Nocken (14) und der zweite Nocken (15) jeweils einen Grundkreisabschnitt (14a, 15a), einen Erhebungsabschnitt (14c, 15c) und zwei Übergangsabschnitte (14b, 14d; 15b, 15d) aufweist, und dass die Summe der Erhebungsabschnitte (14c, 15c) mindestens so groß ist wie die Summe der Grundkreisabschnitte (14a, 15a), so dass dann, wenn sich ein Nocken (14, 15) im Grundkreisabschnitt (14a, 15a) befindet, sich der an¬ dere Nocken (15, 14) Erhebungsabschnitt (14c, 15c) befindet.
13. Vorrichtung (100) zum Zuschalten einer zusätzlichen Nockenerhebung für eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem über einen Nocken (102) ei¬ ner Nockenwelle (104) betätigten Gaswechselventil, mit zumindest einem vorzugsweise im Bereich des Grundkreises des Nockens (102) in einer radi¬ alen Querbohrung (106) der Nockenwelle (104) verschiebbar gelagerten Druckkörper (120), welcher mittels eines innerhalb der hohlen Nockenwelle (104) axial zumindest zwischen zwei Stellungen mittels einer axial innerhalb der Nockenwelle (104) verschiebbar angeordneten Stellstange (130) ver¬ stellbar ist, wobei die Stellstange (130) zumindest eine Rampenfläche (134) im Kontaktbereich des Druckkörpers (120) aufweist, wobei der Verschiebe¬ weg des Druckkörpers (120) in der Querbohrung (106) radial nach außen hin und/oder die Verdrehbarkeit des Druckkörpers (120) in der Querboh¬ rung (106) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung (106) zumindest eine Längsnut (108) aufweist, in welche ein fest mit dem Druckkörper (120) verbundenes Sicherungselement (112) eingreift, wobei Längsnut (108) und Sicherungselement (108) eine lose Führung darstellen.
14. Vorrichtung (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (li) der Längsnut (108) geringer ist als die Länge (I2) der Querboh¬ rung (106), wobei die maximale radiale Erstreckung der Längsnut (108) in der Nockenwelle (104) - von der Drehachse (105) der Nockenwelle (104) weggemessen - geringer ist als die radiale Erstreckung des Nockens (102) im Bereich der Querbohrung (106).
15. Vorrichtung (100) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querbohrung (106) einseitig zwischen dem Hohlraum (132) der Nockenwelle (104) und der Oberfläche (101) des Nockens (102) er¬ streckt.
16. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Längsnut (108) durch eine vorzugsweise als Sackboh¬ rung ausgeführte Führungsbohrung (116) parallel zur Querbohrung (106) im Bereich des Mantels (110) der Querbohrung (106) gebildet ist, wobei vorzugsweise der Durchmesser (d2) der Führungsbohrung (116) kleiner ist als der halbe Durchmesser (r) der Querbohrung (106).
17. Vorrichtung (100) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbohrung (116) von der der Querbohrung (106) abgewandten Seite der Oberfläche (101) des Nockens (102) ausgeht.
18. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass eine einzige Führungsbohrung (116) im Bereich des Mantels (110) der Querbohrung (106) vorgesehen ist.
19. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass zwei diametral gegenüberliegende Führungsbohrungen (116) im Bereich des Mantels (110) der Querbohrung (106) vorgesehen sind. 20. Vorrichtung (100) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Führungsbohrungen (116) eine die Nockenwellenachse (105) im Wesentlichen beinhaltende Ebene aufspannen.
21. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das Sicherungselement (112) durch zumindest einen Si¬ cherungsstift (114) gebildet ist, welcher in einer vorzugsweise radialen Auf¬ nahmebohrung (114) des Zapfens (122) angeordnet ist, wobei der Durch¬ messer (di) des Sicherungsstiftes (114) maximal der Breite (b) der Längs¬ nut (108) entspricht.
22. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Druckkörper (120) durch einen zylindrischen Zapfen (122) gebildet ist, dessen Durchmesser maximal dem Durchmesser der Querbohrung (106) entspricht.
23. Vorrichtung (100) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere, dem Hohlraum (132) der Nockenwelle (104) abgewandte erste Stirnseite (126) des Zapfens (122) eine konvexe Zylinderfläche (127) auf¬ weist.
24. Vorrichtung (100) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (122) in der Querbohrung (106) derart verdrehsicher angeordnet ist, dass die Achse (127a) der Zylinderfläche (127) der ersten Stirnseite (126) parallel zur Drehachse (105) der Nockenwelle (104) ausgerichtet ist.
25. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass ein äußere, dem Hohlraum (132) der Nockenwelle (104) zu¬ gewandte zweite Stirnseite (128) des Zapfens (122) eine konvexe Zylinder¬ fläche (129) oder eine konvexe Kugelfläche aufweist.
26. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Druckkörper (120) durch zumindest einen Wälzkörper (150) gebildet ist, dessen größter Abrolldurchmesser maximal dem Durch¬ messer der Querbohrung (106) entspricht und dessen Drehachse (151) normal zur Achse (107) der Querbohrung (106) angeordnet ist.
27. Vorrichtung (100) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (150) im Bereich seiner Drehachse (151) durch das Sicherungs¬ element (112) entlang der Längsnut (108), vorzugsweise entlang zweier diametral gegenüberliegender Längsnuten (108), geführt ist. 28. Vorrichtung (100) nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (150) eine zylindrische erste Wälzfläche (154) auf¬ weist.
29. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Wälzkörper (150), vorzugsweise beiderseits der ersten Wälzfläche (154), kugelförmige zweite Wälzflächen (156) aufweist.
30. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass zumindest zwei Wälzkörper (150) durch das Sicherungsele¬ ment (112) miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise das Siche¬ rungselement (112) durch zumindest einen in den Längsnuten (108) ge¬ führten Sicherungsring oder Sicherungsbügel (152) gebildet ist.
31. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 30, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Rampenfläche (134) der Stellstange (130) zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei Abflachungen (136, 138) für den Druck¬ körper (120) aufweist, welche jeweils eine stabile Stellung des Druckkörpers (120) definieren.
32. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 31, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Stellstange (130) zumindest eine Applikationsbohrung (140) zur Montage und Demontage des Druckkörpers (120) aufweist, wobei der Durchmesser (d3) der Applikationsbohrung (140) zumindest dem Durch¬ messer der Querbohrung (106) entspricht und wobei die Applikationsboh¬ rung (140) in zumindest einer Stellung der Stellstange (130) fluchtend mit der Querbohrung (106) bringbar ist.
33. Vorrichtung (100) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikationsbohrung (140) normal zur Drehachse der Nockenwelle (104) angeordnet ist.
34. Vorrichtung (100) nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Mantelfläche (142) der Applikationsbohrung (140) Ap¬ plikationslängsnuten (144) angeordnet sind, deren Lage, Zahl und Anord¬ nung den Längsnuten (108) der Querbohrung (106) entsprechen, wobei die Applikationslängsnuten (144) in zumindest einer Stellung der Stellstange (130) fluchtend mit den Längsnuten (108) der Querbohrung (106) bringbar sind.
35. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Stellstange (130) ein Lagesicherungsmittel für den lage¬ sicheren Einbau des Druckkörpers (120) aufweist. 36. Vorrichtung (100) nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass als Lagesicherungsmittel das Sicherungselement (112) näher der ersten Stirn¬ seite (126) als der zweiten Stirnseite (128) des Druckkörpers (120) ange¬ ordnet ist und die Länge (I3) der Applikationslängsnuten (144) - ausgehend von einer der Querbohrung (106) zugewandten ersten Seite (146) der Stell¬ stange (130) - kleiner ist, als die halbe maximale Länge (I4) des Druckkör¬ pers (120).
37. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 36, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Stellstange (130) mechanisch, hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch betätigbar ist.
38. Brennkraftmaschine mit einer variablen Ventilbetätigungseinrichtung mit zumindest einer geteilten Nockenanordnung (202), welche zumindest einen fest mit einer Nockenwelle (201) verbundenen Nocken (203) und zumindest einen um eine Drehachse parallel zur Nockenwellenachse (218) zwischen zumindest zwei Stellungen verdrehbaren Zusatznocken (204) aufweist, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (201) eine zylindrische Füh¬ rungsfläche (206) für den Zusatznocken (204) aufweist, an welcher der Zu¬ satznocken (204) in Umfangsrichtung verschiebbar gelagert ist.
39. Brennkraftmaschine nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatznocken (204) im Wesentlichen die Form eines offenen Kreisringes aufweist, dessen Innenradius (R) im Wesentlichen mindestens dem Radius (r1) der zylindrischen Führungsfläche (206) der Nockenwelle (201) ent¬ spricht.
40. Brennkraftmaschine nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatznocken (204) zwei die Nockenwelle (201) entlang der zy¬ lindrischen Führungsfläche (206) um einen Umgreifungswinkel (α) größer als 180°, vorzugsweise um 210° bis 240° umgreifende Arme (208) auf¬ weist, die eine diametrale Halterung über einen Formschluss auf der Nockenwelle (201) ermöglichen.
41. Brennkraftmaschine nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatznocken (204) drehfest mit einer innerhalb der hohl ausgeführten Nockenwelle (201) angeordneten Schaltwelle (210) verbunden ist, wobei die Verbindung vorzugsweise über einen Stift (209) mit zylindrischem oder ova¬ lem Querschnitt erfolgt.
42. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 38 bis 41, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Nockenwelle (201) im Bereich der Führungsfläche (206) eine radiale Öffnung (211) aufweist, wobei die in Richtung der Nockenwellenachse (218) gemessene Breite der Öffnung (211) mindestens der in Richtung der Nockenwellenachse (218) gemessenen Dicke des Stiftes (209) entspricht.
43. Brennkraftmaschine nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem Schnitt quer zur Nockenwellenachse (201) betrachtet - sich die Öffnung (211) um einen Winkelbereich (ß) in Umfangsrichtung von etwa 60° bis 120° um die Nockenwellenachse (218) erstreckt.
44. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 38 bis 43, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die zylindrische Führungsfläche (206) als radiale um¬ laufende Nut (212) im feststehenden Nocken (203) ausgebildet ist, wobei die Breite der Nut (212) mindestens der Breite (213) des Zusatznockens (204) entspricht.
45. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 38 bis 44, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Zusatznocken (204) in seiner Ruhestellung radial innerhalb der Nockenerhebung des feststehenden Nockens (203) angeord¬ net ist.
46. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 38 bis 45, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Führungsfläche (206) konzentrisch zur Nocken¬ wellenachse (218) angeordnet ist.
47. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 38 bis 45, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Führungsfläche (206) exzentrisch zur Nockenwel¬ lenachse (218) angeordnet ist.
48. Brennkraftmaschine nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (209) axial gleitend mit dem Zusatznocken (204) verbunden ist.
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