WO2019025511A1 - Kopplungsvorrichtung für eine ventilbetätigungsvorrichtung - Google Patents

Kopplungsvorrichtung für eine ventilbetätigungsvorrichtung Download PDF

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WO2019025511A1
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Martin KLAMPFER
Andreas Zurk
Thomas SALMUTTER
Jürgen GELTER
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
    • F02D17/02—Cutting-out

Definitions

  • the present invention relates to a coupling device for a valve operating device for actuating at least one valve of a reciprocating piston engine with variable valve lift, in particular for a valve actuating device of a Hubkol- benbrennkraftmaschine.
  • the present invention further relates to an aforementioned valve operating device and a reciprocating piston machine with such a valve actuating device.
  • variable valve trains i. Valve drives with variable valve lift, in reciprocating internal combustion engines, especially in reciprocating internal combustion engines in four-stroke operation and in six-stroke operation, more and more important.
  • variable valve trains With variable valve trains, the necessity of the engineers of the internal combustion engine and the desire of thermodynamics can be met alternatively to transfer different valve lift curves to one or more valves, in particular depending on the operating situation of the internal combustion engine, wherein both the valve lift and the opening and closing times are adjusted can.
  • Hubum and Hubabscibilssysteme with switchable cam followers such as bucket tappets, roller tappets or rocker arms, are in various applications in series. It holds true that for each further alternative valve lift, a corresponding cam must also be present as the lifting element - unless the alternative lift is a zero stroke.
  • valve drives with variable or variable valve lift There are different fields of application for the use of valve drives with variable or variable valve lift. Some examples are listed below:
  • the Hubumscnies allows the operating point-dependent use of at least two different valve lifts.
  • a smaller valve lift specially adapted to the partial load range, is used, which torque history and reduced fuel consumption and emissions.
  • the large valve lift can be optimized for even more performance.
  • a smaller valve lift with a lower maximum stroke and shorter event length allows for a reduction in charge cycle work (Miller Cycle) due to a much earlier intake-closing time and dethrottling in the intake manifold. Similar results are possible with the Atkinson cycle, which means extremely late inlet closure. An optimal filling of the combustion chamber thereby causes a torque increase in the partial load range.
  • Cylinder deactivation The cylinder deactivation is mainly used with large-volume, multi-cylinder engines (for example with four, eight, ten or twelve engine cylinders). Selected engine cylinders are shut down by Hubabscaria the intake and exhaust valves; There is a complete decoupling from the cam lift instead. Due to equidistant ignition sequences, common V8 and V12 engines can be switched to A4 or R6 engines. The purpose of the engine cylinder shutdown is to minimize the charge cycle losses and perform an operating point shift towards higher mid pressures and thus higher thermodynamic efficiencies, which can achieve significant fuel savings.
  • Engine braking operation Engine braking systems which enable engine braking operation are becoming increasingly important in vehicle internal combustion engines, especially for commercial vehicles, since these are cost-effective and space-saving additional brake systems which can relieve the wheel brakes, especially on longer downhill journeys.
  • the increase in the specific power of modern commercial vehicle engines also causes the increase in the braking power to be achieved.
  • valve lift To change the valve lift different systems and concepts are known.
  • a coupling device between one or more, a cam lift transmitting valve actuation elements of a valve actuating device, by means of which a change in the transmission path of the valve train can be achieved.
  • US 2014/0326212 A1 discloses a variable valve timing system, in particular for generating an engine braking effect, which includes a "lost motion" device with hydraulically actuatable blocking elements to selectively lock or release a valve actuation mechanism so as to selectively transmit or actuate valve actuation motions not be transferred to one or more valves to change the valve lift and thereby in particular to produce an engine braking effect.
  • a valve actuator for actuating at least a first valve of a reciprocating engine, in particular an internal combustion engine is disclosed, which is particularly suitable for engine braking and which a first rocker arm, a second rocker arm, and a first switching element for changing the valve lift of at least a first valve, wherein the first rocker arm part and the second rocker arm part are pivotally mounted and arranged in such a way that at least a first valve control movement from a first camshaft via the first rocker arm part and the second rocker arm part to the at least one first valve is transferable.
  • a first aspect of the present invention relates to a coupling device for a valve operating device for actuating at least one valve of a reciprocating piston variable displacement engine, in particular for a valve actuator of a reciprocating internal combustion engine, wherein the coupling device comprises at least a first coupling element, a second coupling element and a locking device with a blocking element.
  • the first coupling element and the second coupling element and / or the first coupling element and the blocking element are displaceable relative to each other along a first axis and by means of the locking device is the relative displacement of the two coupling elements to each other and / or the relative displacement between the first coupling element and the blocking element along the first Blockable axis at least in a first direction.
  • the two coupling elements and / or the first coupling element and the blocking element are displaceable relative to each other at least within defined limits along the first axis, the defined limits are determined in particular by the structural design of the coupling device and / or its surroundings, in particular by the kinematic and / or space-related conditions.
  • the blocking element is rotatable about the first axis at least over a defined angular range in the circumferential direction, wherein the relative displacement of the two coupling elements along the first axis to each other and / or the relative displacement between the first coupling element and the blocking element is blocked, at least in the first direction the blocking element is in a blocking position.
  • a coupling device enables in a simple manner, in particular when properly used in a suitably designed valve actuator, a mechanical valve actuation with at least one defined valve lift, wherein a first defined valve lift can be adjusted, in which the blocking element is brought into the blocking position.
  • a coupling device according to the invention is a device for coupling, in particular for the mechanical and / or kinematic coupling, of at least two elements, in particular of at least two actuating elements.
  • a coupling element according to the invention is an element designed for mechanical and / or kinematic coupling.
  • a valve actuating device is a device for actuating one or more valves of a reciprocating piston engine, in particular a reciprocating piston internal combustion engine.
  • a valve according to the invention is an inlet or an outlet valve, in particular an inlet or an outlet valve of a reciprocating internal combustion engine.
  • variable valve lift in the sense of the invention is a valve lift, which can be changed in any desired manner.
  • two states may exist with respect to the variable valve lift, namely firstly a zero stroke and secondly a defined valve lift.
  • a locking device is a device with which in particular an axial relative displacement between two defined elements can be locked.
  • a blocking element according to the invention is a part of a locking device.
  • a valve actuation movement in the sense of the invention is a kinematic event, which is generated in particular by a cam on a camshaft and is transmitted to a valve. This event is described in particular by the physical quantities position, speed and acceleration.
  • the solution according to the invention is based, in particular, on the approach of configuring the coupling device in such a way that either a valve actuation movement is transmitted to an associated valve to be actuated or no transmission, thus, in particular optionally, a first defined valve lift or a second defined valve lift, in particular one Zero stroke, to be able to adjust.
  • Hydraulic, electronic or electromagnetic devices to transmit the valve lift from camshaft to valve are therefore not necessary according to the invention.
  • the coupling device is formed like a telescoping rod, in which case preferably the first axis of the coupling device coincides with the longitudinal axis of the coupling device.
  • the mutually sliding parts may have a friction reducing surface and / or a surface with defined roughness and / or coated and / or lubricated with a lubricant.
  • the coupling device is designed in such a way that the relative displacement of the two coupling elements to each other and / or the relative displacement between the first coupling element and the blocking element along the first axis is released at least in the first direction when the blocking element is in a release position, wherein preferably the locking element is rotatable at least between a release position and a blocking position about the first axis.
  • a coupling device designed in this way makes it possible in a simple manner, especially when appropriately used in a suitably designed valve actuating device, to actuate a mechanical valve with at least two mutually different defined valve strokes, wherein a first defined valve stroke can be adjusted by means of the coupling device when the blocking element is in the Blocking position is and a second defined valve lift, in particular a zero stroke, when the locking element is in the release position.
  • a coupling device according to the invention allows a variable valve lift control within certain limits.
  • the blocking element over a defined angular range which extends in the circumferential direction of about 15 degrees to about 30 degrees, is rotatable about the first axis in the circumferential direction.
  • other defined angular ranges may be more advantageous, for example up to 45 degrees or 60 degrees or even up to 90 degrees or less than 15 degrees.
  • the coupling device is designed such that in a first state of the coupling device blocks a defined relative displacement of the two coupling elements to each other along the longitudinal axis of the coupling device is and in a second state of the coupling device, the relative displacement is released, wherein preferably the relative displacement is selectively releasable or blockable.
  • the coupling device is preferably formed in such a way that by blocking the relative displacement kinematic coupling of a first, mechanically coupled to the first coupling element actuator with a second, mechanically coupled to the second coupling element of the coupling actuator is effected and by releasing the relative displacement of the kinematic Separation between the two actuators.
  • the coupling device is designed for arrangement in a valve actuating device, in particular for arrangement in an actuatable by means of a rotatable cam valve actuating device, wherein the valve actuating device for actuating at least one valve of a reciprocating engine is designed with variable valve lift and at least a first Valve actuating element and in particular a second valve actuating element, wherein the coupling device is preferably formed in such a way that the first coupling element with the first valve actuating element mechanically coupled, in particular connectable, and the second coupling element with the second valve actuating element or a valve to be actuated.
  • the coupling device is designed in particular in such a way that by means of the coupling device for transmitting a valve actuation movement from a first valve actuating element of the valve actuating device to a second valve actuating element of the valve actuator kinematic coupling of the first valve actuating element with the second valve actuating element effected and / or separable, in particular optionally.
  • the coupling device is preferably designed in such a way that with functional use of the coupling device in a valve actuator in the blocked state of the coupling device with a corresponding design of the valve actuating device and corresponding mechanical coupling of the first coupling element with a first valve actuating element of a valve actuator as a result of a valve actuation movement over the first valve actuator of Valve actuator and the first coupling element in the Coupling device initiated valve actuation movement along the first axis to the second coupling element is transferable and from there with appropriate mechanical coupling of the second coupling element with a second valve actuating element of the valve actuator on the second valve actuating element, so that a defined valve lift is effected, and / or in the manner in the released state of the coupling device, a valve actuation movement introduced via the first coupling element into the coupling device along the first axis leads to an axial displacement of the first coupling element relative to the second coupling element, but not to a transmission of the valve actuation movement to the
  • the blocking element has an annular or sleeve-shaped portion, wherein preferably the annular or sleeve-shaped portion of the blocking element at least partially overlaps the first coupling element and / or the second coupling element in the axial direction.
  • the ring-shaped or sleeve-shaped section of the blocking element at least partially surrounds the first coupling element and / or the second coupling element, preferably with a circumferential angle of more than 180 degrees, in particular with a circumferential angle of more than 270 degrees, preferably completely.
  • the annular or sleeve-shaped portion of the blocking element surrounds the first coupling element and / or the second coupling element from the outside.
  • the annular or sleeve-shaped portion of the locking element is designed such that it surrounds the first and / or the second coupling element from the outside at least partially - preferably with a circumferential angle of more than 180 degrees, in particular more than 270 degrees -, preferably completely ,
  • at least one of the two coupling elements, in particular the first coupling element, at least partially along the first axis in the locking device, in particular in the locking element, hineinschiebbar and / or by the locking device, in particular the blocking element is pushed past.
  • the locking device in particular the blocking element, a first link guide element which is adapted to cooperate with a second, corresponding to the first link guide element slotted guide element of a slotted guide, said means of the slotted guide a rotational movement of the locking device, in particular of the blocking element to the first axis is feasible, in particular from the release position to the blocking position and vice versa.
  • a simple, mechanical actuation of the locking element and thus a simple, mechanical adjustment of the valve lift is possible.
  • the first link guide element is a crank pin extending radially outwards, in particular a pin which is arranged on the ring-shaped or sleeve-shaped section of the blocking device, in particular of the blocking element, and which extends outward in the radial direction.
  • a pin By means of a pin can be effected in a particularly simple manner, a mechanical actuation of the blocking element.
  • the defined angular range by which the blocking element is rotatable about the first axis preferably dimensioned such, in particular not too large, that ensures that the first link guide element and the second link guide element are always sufficiently engaged with one another ensure safe operation of the locking device.
  • the switching times also increase.
  • the locking device in particular the blocking element, in the axial direction along the first axis at least partially, in particular completely, relative to at least one coupling element, in particular defined relative to the second coupling element.
  • the locking device in particular the blocking element may be attached to the coupling element, for example by means of a retaining ring, and / or axially fixed by means of a biasing device and, for example, by means of a spring in the axial direction in a defined position relative to the coupling element, in particular relative tively clamped to the second coupling element, at least in the release position.
  • the coupling device has a Faculty of Medicine for adjusting a kinematic clearance in the coupling device, in particular for adjusting a kinematic play in the axial direction along the first axis.
  • a suitable design of the lash adjuster device when the coupling device is used appropriately in a mechanical, correspondingly designed valve actuation device, it is possible to ensure that at least one almost, in particular completely, load-free state relative to the first axis, i. an axialkraftkaer state in the direction of the first axis, is adjustable, in particular when the valve actuator is actuated by means of a rotatable cam.
  • an actuation of the coupling device can be made possible in a virtually load-free or load-free state.
  • This has the advantage that thereby the wear of the coupling device, in particular the locking device, can be significantly reduced compared to an operation under load.
  • the first coupling element and the second coupling element along the first axis at least partially telescopically in a telescoping manner, in particular when the blocking element is in the release position.
  • one of the two coupling elements in particular the first coupling element, a free, piston-like end and the other, in particular second, coupling element has a free, cylinder-like and the free end of the first coupling element facing the end, wherein the free, piston-like end of a coupling element is at least partially hineinschiebbar in the cylindrical end of the other coupling element along the first axis, wherein the coupling element is guided with the piston-like end during the relative displacement, preferably by the coupling element with the cylinder-like end.
  • At least one of the two coupling elements and the locking device, in particular the first coupling element and the locking device along the first axis at least partially telescopically pushable into each other, especially when the locking element is in the release position, preferably the first coupling element along the first axis at least partially hineinschiebbar in the locking element.
  • one of the two coupling elements in particular the first coupling element, a free, piston-like end and the locking element is preferably cylindrical and has an open, the free end of the first coupling element facing the end and an opposite closed end, said free, piston-like end of the coupling element, in particular of the first coupling element, at least partially hineinschiebbar in the cylinder-like, open end of the blocking element along the first axis.
  • the closed end of the blocking element can preferably be supported on the other coupling element, in particular on the second coupling element, in particular by means of a spring element, preferably by means of a prestressed spring element.
  • one of the coupling elements in particular the first coupling element, has a first section, in particular a section extending along the first axis and / or the longitudinal direction of the associated coupling element, with an outer longitudinal toothing and a second, without Gearing formed portion, wherein the second portion preferably, in particular also, along the first axis and / or the longitudinal direction of the associated coupling element extends and in particular adjacent to the first portion.
  • an outer diameter of the second, without teeth formed portion of the coupling element is smaller than a tip diameter of the outer longitudinal teeth of the first portion of the coupling element, in particular, the outer diameter of the second portion is less than or equal to theticiannik bemesser the outer longitudinal teeth of the first section.
  • the blocking element has a section extending in the axial direction with an inner longitudinal toothing corresponding to the outer longitudinal toothing of the first portion of the coupling element, wherein the inner longitudinal toothing in particular on an inner side of the annular and / or sleeve-shaped portion of the blocking element is arranged.
  • the blocking element is in the blocking position when the coupling element with the outer longitudinal teeth in the axial direction is displaced axially relative to the locking element, that the inner longitudinal teeth not with the outer longitudinal teeth of the Coupling element is engaged, but is the inner longitudinal toothing of the locking element at the level of the second, formed without teeth section, and when the blocking element is rotated in the circumferential direction such that at least one tooth, in particular all teeth, the outer longitudinal teeth of the first section of the coupling element with at least one tooth, in particular with all teeth, the inner longitudinal toothing of the locking element is at least partially aligned in the axial direction.
  • the front sides of the teeth are preferably adjacent to each other. In this way, a force applied to the coupling element pressure force on the aligned teeth, in particular their end faces, are supported axially and a valve actuation movement to be transmitted.
  • the defined angular range by which the blocking element is rotatable in the circumferential direction about the first axis, preferably at least dimensioned such that the inner longitudinal teeth of the blocking element can be brought into engagement with the outer longitudinal teeth of the coupling element for releasing the relative displacement and for blocking the relative displacement so relative to the outer longitudinal teeth of the coupling element can be arranged that at least one tooth, in particular all teeth, the outer longitudinal teeth of the first portion of the coupling element with at least one tooth, in particular with all teeth, the inner longitudinal teeth of the Locking elements at least partially aligned in the axial direction.
  • the blocking element is in the release position, when the blocking element is rotated in the circumferential direction such that all teeth of the outer longitudinal teeth of the first portion of the coupling element to all teeth of the inner longitudinal teeth of the blocking element in such a way are arranged offset, that the teeth of the outer longitudinal teeth of the first coupling element with the teeth of the inner longitudinal teeth at least over part of its axial length in Engage or can be brought together by an axial relative displacement between the coupling element and the locking element with each other.
  • engaging means the reciprocal, in particular comb-like, arrangement of the teeth of an external toothing with the internal toothing, whereby the tooth flanks do not have to touch each other, that is, they can also be mutually interposed with play therebetween.
  • the blocking element is rotatable about the first axis when the coupling element with the outer longitudinal teeth in the axial direction is axially displaced relative to the locking element such that the inner longitudinal teeth do not interfere with the outer longitudinal teeth of the first Coupling element is engaged, but is at the level of the second, formed without toothing portion.
  • the coupling element with the outer longitudinal toothing has a further section with an outer longitudinal toothing, in particular with identical tooth geometry to the outer longitudinal toothing of the first section, wherein the further section is preferably adjacent the second section without teeth is arranged adjacent and in particular at the free end of the coupling element, in particular such that the second section is arranged without toothing in the axial direction between the first section with external longitudinal teeth and the further section with external longitudinal teeth.
  • the locking device has at least one in the radial direction between the inner coupling element and the locking device, in particular between the inner coupling element and the locking element, arranged locking wedge, in particular a plurality of circumferentially distributed locking wedges, wherein at least one locking wedge in Axial direction is arranged in an overlap region in which the first coupling element and the second coupling element overlap in the axial direction.
  • a coupling device is at least one of the locking wedges, preferably all locking wedges, so in the radial direction inwardly displaceable and with the radially inner coupling element engageable, in particular with a recess or a circumferentially extending groove of the radially inner coupling element, that an axial relative displacement along the first axis between the first coupling element and the second coupling element, in particular a telescoping telescoping telescoping of the two coupling elements is blocked.
  • At least one locking wedge against a restoring force, in particular against a return spring, in the radial direction inwardly displaceable preferably at least one locking wedge against a restoring force, in particular against a return spring, in the radial direction inwardly displaceable.
  • At least one of the locking wedges preferably all locking wedges, each inserted in an associated recess in the radially outer coupling element, in particular in the second coupling element, wherein at least one of the locking wedges, preferably all locking wedges, by the associated recess in the axial direction, in particular additionally in the circumferential direction, are guided and / or fixed relative to the radially outer coupling element.
  • a coupling device has at least one of the locking wedges, preferably all locking wedges, extending in the circumferential direction, in particular on the radially outer of the locking device side facing the locking wedge, formed as a ramp guide surface and the locking device, in particular the blocking element, preferably at least a cooperating with the guide surface guide member which cooperates with the guide surface, that in particular a rotation of the locking element in the circumferential direction from the release position to the blocking position causes a displacement of the locking wedge radially inwardly, so that the locking wedge with the radially inner coupling element is engaged and an axial relative displacement along the first axis between the first coupling element and the second coupling element is blocked.
  • guide elements are in particular projections and / or, preferably in recesses and / or openings in the locking element mounted, held by the blocking element in the radial direction and rolling on the locking wedges rolling elements, in particular balls. Rolling elements are particularly advantageous for reducing friction.
  • the blocking device has a spreading sleeve arranged in the radial direction within the blocking element, the blocking device in particular being configured in such a way. det is that by rotating the locking element in a first direction about the first axis, in particular by rotating the locking element in the direction of the blocking position, the expansion sleeve in the radial direction and / or in the circumferential direction is compressible.
  • An expansion sleeve according to the invention is a sleeve which has at least one extending in its longitudinal direction over at least part of its length slot and whose outer diameter can be reduced in particular by applying a tensile force acting in the circumferential direction and / or a radial compressive force against a power-free state ,
  • An expansion sleeve in the sense of the invention has, in particular, a continuous slot extending over its entire length or a plurality of slots, preferably uniformly distributed in the circumferential direction and extending over only a portion of its length.
  • An expansion sleeve according to the invention may be cylindrical or have one or more conical sections. In particular, the outer diameter can reduce in a direction along its longitudinal axis, in particular continuously, sections continuously or discontinuously.
  • At least one coupling element and the expansion sleeve preferably the coupling element to which the expansion sleeve is not fixed axially and the expansion sleeve, in particular the first coupling element and the expansion sleeve, along the first axis axially relative to each other displaceable, in particular at least partially telescopically rod-like pushed together when the expansion sleeve is not compressed in the radial direction and / or in the circumferential direction.
  • the expansion sleeve when the blocking element is in the blocking position, at least partially an inner diameter, in particular at its, the in axial direction relative to the expansion sleeve displaceable coupling element facing the free end, which is smaller than an outer diameter of the displaceable in the axial direction relative to the expansion sleeve coupling element, in particular smaller than an outer diameter of a shaft shoulder of the sliding sleeve relative to the coupling element.
  • the expansion sleeve can be supported for blocking the relative displacement with its end face on a shaft shoulder of the coupling element displaceable relative to the expansion sleeve.
  • the expansion sleeve has a, in particular along the first axis, conically tapered portion, in particular a tapered in the direction of relative to the expansion sleeve coupling element portion, and the rotatable about the first axis blocking element preferably a corresponding to the conical portion of the expansion sleeve and with the tapered portion of the expansion sleeve cooperating, hollow cone-shaped portion, wherein the expansion sleeve is coupled in particular by means of a thread with the blocking element.
  • the conical sections are each outside the thread.
  • the expansion sleeve is further fixed axially on one of the two coupling elements, in particular on the second coupling element.
  • a coupling device may be designed for arrangement in a valve actuating device which has at least one rocker arm with at least one first rocker arm part as the first valve actuating element and a second rocker arm part as the second valve actuating element, wherein the first rocker arm part and the second rocker arm part are both rotatably mounted about a common axis of rotation, wherein a coupling element with the first rocker arm part mechanically coupled, in particular connectable, and the other coupling element with the second rocker arm part.
  • the coupling device can be formed in such a way that the coupling elements can each be both fixed or both pivotally connected to the rocker arm, wherein at least one pivot axis, preferably both pivot axes, parallel to the common axis of rotation of the two Kipphebelmaschine.
  • a coupling device may be designed for arrangement in a valve actuating device which has at least one rocker arm, in particular a rigid rocker arm, as the first valve actuating element and a push rod as the second valve actuating element, wherein a coupling element with the push rod mechanically coupled, in particular connectable, and the other coupling element with the rocker arm, wherein in particular the cam-side coupling element with the push rod is connectable and the valve-side coupling element with the rocker arm.
  • a coupling device may be designed for arrangement in a valve actuating device which has at least one rocker arm, in particular a rigid rocker arm, as the first valve actuating element, wherein a coupling element with the rocker arm mechanically coupled, in particular connectable, and the other coupling element with a valve to be actuated, wherein in particular the cam-side coupling element with the rocker arm is connectable and the valve-side coupling element with the valve to be actuated.
  • a coupling device can be designed for arrangement in a valve actuating device which has at least one divided push rod with a first push rod part as first valve actuating element and a second push rod part as second valve actuating element, wherein a coupling element with the first push rod part mechanically coupled, in particular connectable, and the other coupling element with the second push rod part.
  • a coupling device may be designed for arrangement in a valve actuating device which has at least one rocker arm, in particular a rigid rocker arm, as the first valve actuating element and a valve bridge as a second valve actuating element, wherein a coupling element with the rocker arm mechanically coupled, in particular connectable, and the other coupling element with the valve bridge.
  • a second aspect of the present invention relates to a valve actuating device, in particular a valve actuating device which can be actuated by means of a rotatable cam, wherein the valve actuating device is designed to actuate at least one valve of a reciprocating piston engine with variable valve lift and has a coupling device according to the invention.
  • the valve actuating device has at least one rocker arm with at least a first rocker arm part as the first valve actuating element and a second rocker arm part as the second valve actuating element, wherein the first rocker arm part and the second rocker arm part are both rotatably supported about a common axis of rotation, wherein a coupling element is mechanically coupled in particular connected to the first rocker arm part, and the other coupling element with the second rocker arm part.
  • the first coupling element of the coupling device is preferably connected to the cam-side rocker arm part and the second coupling element to the valve-side coupling element.
  • the second coupling element may also be connected to the cam-side rocker arm part and the first coupling element to the valve-side coupling element.
  • the coupling elements can each be fixed to the rocker arm, either fixedly or in each case pivotally, wherein at least one pivot axis, preferably both pivot axes, extends or run parallel to the common axis of rotation of the two rocker arm parts.
  • a rocker arm part in the sense of the invention is a section of a valve lever which serves to transmit a valve control movement from a camshaft to a valve of a reciprocating piston engine, in particular an internal combustion engine.
  • the valve actuating device comprises at least one rocker arm, in particular a rigid rocker arm, as a first valve actuating element and a bung bar as a second valve actuating element, wherein a coupling element mechanically coupled to the bumper bar, in particular connected, and the other coupling element with the Rocker arm, wherein in particular the cam-side coupling element is connected to the broom bar and the valve-side coupling element with the rocker arm.
  • the valve actuating device has at least one rocker arm, in particular a rigid rocker arm, as the first valve actuating element, wherein a coupling element with the rocker arm mechanically coupled, in particular connected, and the other coupling element with a valve to be actuated, in particular the cam-side coupling element is connected to the rocker arm and the valve-side coupling element with the valve to be actuated.
  • the valve actuating device has at least one split shock bar with a first push rod part as the first valve actuating element and a second push rod part as the second valve actuating element, wherein a coupling element with the first push rod part mechanically coupled, in particular connected, and the other Coupling element with the second push rod part.
  • the valve actuating device comprises at least one rocker arm, in particular a rigid rocker arm, as a first valve actuating element and a valve bridge as a second valve actuating element, wherein a coupling element with the rocker arm mechanically coupled, in particular connected, and the other coupling element with the valve bridge.
  • a valve actuating device is designed in such a way that the locking device can be actuated in a load-free state, wherein the valve actuating device in a further advantageous embodiment for setting at least one load-free state, in particular has a clearance adjustment device.
  • This is preferably designed such that at least one load-free state is adjustable, in particular when a valve actuating device associated cam rolls on the base circle.
  • the valve actuating device has a slotted guide for actuating the locking device of the coupling device, wherein by means of the slotted guide a rotational movement of the locking device, in particular of the blocking element, about the first axis is effected, in particular from the release position in the block Position and / or vice versa, wherein preferably at the blocking element a first link guide element is arranged, which is adapted to cooperate with a second, corresponding to the first link guide element formed and in particular axially displaceable, the housing side mounted link guide element of the link guide.
  • a third aspect of the present invention relates to a reciprocating engine, in particular a reciprocating internal combustion engine, with a valve actuating device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a valve actuating device according to the invention in a schematic representation with the coupling device of FIGS. 1 a and 1 b, a section of the valve actuating device of FIG. 2 in the region of the coupling device according to the invention in cross section, a second embodiment of a coupling device according to the invention in longitudinal section, the coupling device of Fig. 4a in cross section in the region of the locking element in a perspective view, the coupling device of Figs. 4a and 4b in exploded view, a detail of a second embodiment of a valve operating device according to the invention with the coupling device of FIGS.
  • FIG. 4a to 4c in side view, a third embodiment of a coupling device according to the invention in longitudinal section, the coupling device of Fig. 6a in exploded view, a section of a third embodiment of a valve actuating device according to the invention in Longitudinal section through a fourth embodiment of a coupling device according to the invention in the region of the coupling Vorr
  • a fourth embodiment of a valve actuating device according to the invention with a fifth embodiment of a coupling device according to the invention in a schematic representation, a fifth embodiment of a valve actuating device according to the invention with a sixth embodiment a coupling device according to the invention in a schematic representation, 10 is a sixth embodiment of a valve actuating device according to the invention with a seventh embodiment of a coupling device according to the invention in a schematic representation,
  • FIG. 1 1 shows a seventh embodiment of a valve actuating device according to the invention with an eighth embodiment of a coupling device according to the invention in a schematic representation
  • FIGS. 1 a, 1 b and 2 show a detail of a reciprocating internal combustion engine according to the invention with two valve actuation devices according to the invention, each having a coupling device according to the invention and designed according to FIGS. 1 a, 1 b and 2
  • Fig. 13 shows the detail of Fig. 12 in a view obliquely from above in addition to a
  • FIG. 1 a shows a first exemplary embodiment of a coupling device 10 according to the invention, in this case a telescopic rod-like design, in longitudinal section, wherein the coupling device 10 according to the invention is designed to be arranged in a valve actuating device, not shown here, in particular for arrangement in a valve actuating device actuatable by means of a rotatable cam for actuation at least one valve in a reciprocating internal combustion engine with variable valve lift with at least one first valve operating element and in particular a second valve actuating element.
  • the coupling device 10 has a first coupling element 11 and a second coupling element 12, wherein the first coupling element 1 1 and the second coupling element 12 in principle up to the respective existing (end attacks, ie at least within defined limits, telescopic rod-like relative to each other in the axial direction along a first axis A are displaceable, which coincides with the longitudinal axis of the coupling device 10 in this embodiment.
  • first coupling element 11 is at least partially piston-like and in particular has a piston-like formed free end
  • second coupling element 12 is at least partially cylindrical and has in particular a cylinder-like trained free end.
  • both the first piston element 1 1 and the cylinder-shaped second piston element 12 each have a circular or hollow cylindrical cross-section.
  • the coupling device 10 also has a locking device 13 with a sleeve-shaped blocking element 13B and a pin 13A extending outwardly in the radial direction, which serves to actuate the blocking element 13B by means of a sliding guide.
  • the pin 13A forms a first gate guide element, which is designed to cooperate with a second, not shown here and corresponding to the pin 13A formed gate guide element of a slotted guide, which is arranged outside of the coupling device 10.
  • the locking device 13 is designed to selectively block or release the relative displacement of the two coupling elements 11 and 12 relative to each other along the first axis A.
  • the blocking element 13B is rotatable at least in a defined area in the circumferential direction about the first axis A, wherein the relative displacement of the two coupling elements 11 and 12 is blocked along the first axis A, as shown in Fig. 1 a, when the blocking element 13B is in a blocking position. Accordingly, the relative displacement of the two coupling elements 1 1 and 12 along the first axis A is released when the blocking element 13 B is in a release position, wherein the blocking element 13 B between the release position and the blocking position about the first axis A around is rotatable.
  • the locking device 13 comprises a pressure piece 15 in the form of a spring-biased ball, which holds the blocking element 13B in the end positions, i. in the blocking position and in the release position, holds.
  • the first axis A is arranged in a defined angular range with respect to a stroke direction of the actuated valves 101 of the reciprocating engine.
  • the angle range defines an angle between about 60 ° and 120 °, preferably between about 75 ° and 105 °, more preferably an angle of about 90 °.
  • the angular range defines an angle between about 20 ° and 80 °, preferably between about 35 ° and 65 °, more preferably an angle of about 50 °.
  • the angle range defines an angle between about 100 ° and 160 °, preferably between about 1 15 ° and 145 °, more preferably an angle of about 130 °.
  • the first axis A extends to a stroke direction of the actuated valves 101 at an angle in at least one of the above-mentioned angle ranges.
  • the locking device 13, in particular the sleeve-shaped blocking element 13 B is arranged such that it at least partially overlaps both the first coupling element 11 and the second coupling element 12, wherein the locking device 13, in particular the blocking element 13 B, by means of a locking ring 14 made of spring steel, in a Nut is guided on the blocking element 13 B, is fixed in the axial direction on the second coupling element 12.
  • the blocking device 13, in particular the blocking element 13B in this case encompasses the first coupling element 11 and the second coupling element 12 completely, in each case.
  • the blocking element 13B is formed closed in the circumferential direction in this embodiment of a coupling device 10 according to the invention.
  • the blocking element 13 B surrounds the first coupling element 1 1 and / or the second coupling element 12 on a respective outer surface of the first coupling element 1 1 and / or the second coupling element 12th
  • the blocking element 13B extends around the respective outer surface of the first coupling element 11 and / or of the second coupling element 12.
  • FIG. 1 b shows an exploded view of the coupling device 10 from FIG. 1 a, a first, in the longitudinal direction of the coupling element 1 1 extending portion 16 with an external spline and a second, also in the longitudinal direction of the first coupling element 1 1 extending and immediately adjacent to the first portion 16 section 18 without teeth on. Furthermore, a further, adjacent to the second portion 18 third portion 19 is provided, which also extends in the longitudinal direction of the first coupling element 1 1 and also has an outer longitudinal toothing
  • the locking device 13, in particular the sleeve-shaped blocking element 13 B, has over a part of its length in the axial direction a corresponding to the Veryakungsge- ometrie the first portion 16 and the third portion 19 formed inner longitudinal teeth 17, wherein the inner longitudinal teeth 17 extends only in the axial direction over a region having a length which corresponds at most to the width of the second portion 18 without teeth, so that the blocking element 13B is rotatable about the first axis, when the coupling element 1 1 is axially displaced with the external spline in the axial direction relative to the blocking element 13B such that the internal longitudinal spline 17 of the blocking element 13B does not interfere with the external longitudinal spline of the first Coupling member 11 is engaged, but is at the level of the second, formed without toothing portion 18, ie between the sections 16 and 19th
  • an outer diameter of the second, formed without toothing portion 18 of the first coupling element 1 1 in this coupling device 10 is smaller than a tip diameter of the outer longitudinal teeth of the first portion 16 of the first coupling element 1 1, wherein in particular the outer diameter of the second portion 18 is smaller or equal the root diameter of the outer longitudinal teeth of the first portion 16 is.
  • the external longitudinal toothing of the third section 19 serves to improve the guidance of the first coupling element 1 1 in the locking element 13 B and / or in the second coupling element 12, wherein the toothing geometry of the outer longitudinal toothing of the third section 19 identical to the tooth geometry of the outer longitudinal toothing of the first section 18 is formed.
  • the third section 19 is arranged directly adjacent to the second, without toothed portion 18 and at the free end of the first coupling element 1 1, wherein the individual teeth of the third portion 19 in alignment with the teeth of the external longitudinal teeth in the first section 16 are arranged.
  • the blocking element 13B is in the blocking position when the coupling element 11 with the external longitudinal toothing is axially displaced axially relative to the blocking element 13B such that the internal longitudinal toothing 17 does not interfere with the external longitudinal toothing 16 of the coupling element Is engaged, but the mecanicverzaehrung17 of the locking element 13B in the axial direction at the level of the second, formed without toothing portion 18, and when the blocking element 13B is rotated in the circumferential direction, ie, so around the first Axis A is twisted, that at least one tooth, in particular all teeth, the outer longitudinal teeth of the first portion 16 of the coupling element 1 1 with at least one tooth, in particular with all teeth, the inner longitudinal teeth of the locking element 13 B at least partially in the axial direction is aligned, in particular in such a way that their end faces lie against each other.
  • the locking member 13B is in the release position when the locking member 13B is rotated in the circumferential direction so that all the teeth of the outer longitudinal teeth of the first portion of the coupling element to all teeth of the inner longitudinal teeth of the blocking element 13B are arranged offset such that the teeth of the outer longitudinal teeth of the first coupling element are engaged with the teeth of the inner longitudinal teeth at least over part of their axial length or can be brought into engagement with each other by an axial relative displacement between the coupling element 11 and the locking element 13B the individual tooth flanks of the adjacent teeth of the coupling element 1 1 and the blocking element 13B need not necessarily touch when they are engaged with each other, a "mesh with each other" is already sufficient.
  • the coupling device 10 shown in FIGS. 1 a and 1 b is in particular connected to a split rocker arm 102 with two pivotable about a common axis of rotation 103 Kipphebel too a valve operating device, see FIGS. 2 and 3, wherein the first coupling element 1 1 pivotally with a first valve operating member in the form of a first rocker arm part 102B is connectable and the second coupling element 12 pivotally connected to a second rocker arm part 102A.
  • a valve actuation movement introduced into the first rocker arm part 102B in particular by means of a cam 104, can be transmitted from the first rocker arm part 102B to the second rocker arm part 102A and from there to the valve 101
  • Valve lift be effected or initiated in the first rocker arm part 102 B valve actuation movement by means of the coupling device 10 are dissipated or led to the void.
  • valve actuation movement is dissipated or guided into the void when the blocking element 13B is in the release position, so that the first coupling element 1 1 unhindered in the cylindrical portion of the second coupling element 12 can dive without the valve actuation movement is transmitted to the second coupling element 12.
  • a first defined valve lift and in particular a second, defined valve lift in the form of a zero stroke with the resulting advantages can be set very simply and in particular mechanically, optionally.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a valve actuating device 100 according to the invention, this valve actuating device 100 having a divided rocker arm 102, which has a first, cam-side rocker arm part 102B and a second, rocker arm part 102A on the valve side.
  • the cam-side rocker arm part 102B and the valve-side rocker arm part 102A of the rocker arm 102 are each rotatably mounted about a common axis of rotation 103 and coupled by means of the inventive coupling device 10 of FIGS.
  • valve actuation movement generated by a rotatable about an axis of rotation 105 cam 104 valve actuation transferable by means of a push rod 106 on the cam side rocker arm portion 102 B and from there depending on the state of the coupling device 10 either on the valve-side Kipphebelteil 102 A can be further transmitted and thus on a operable valve 101 or can be dissipated in the coupling device 10, in particular by telescoping the coupling elements 1 1 and 12 of the coupling device 10th
  • FIG. 3 shows, for a better understanding of FIG. 2, a section of the valve actuating device from FIG. 2 in the region of the coupling device according to the invention in cross section.
  • this pivotal connection via a respective joint 28; 29.
  • a first joint 28 preferably connects the cam-side rocking lever part 102B to the first coupling element 1.
  • a second joint 29 preferably connects the valve-side rocker arm part 102A to the second coupling element 12.
  • the joints 28, 29 are formed by recesses in the coupling elements 11, 12 , With to which they are rotatably mounted around these filling bolt elements of the rocking lever parts 102A, 102B, as can be seen by the different hatching in Fig. 3.
  • Other embodiments of the joints 28, 29 are possible.
  • a second embodiment of a coupling device 20 according to the invention is shown, wherein this coupling device 20 has a differently configured locking mechanism, in particular a differently configured locking device 23, and correspondingly differently designed coupling elements 21 and 22 as the previously described embodiment of Coupling device 10 according to the invention.
  • the locking device 23 of the coupling device 20 has a plurality of, between the radially inward coupling element 21 and the locking device 23, in particular between the inner coupling element 21 and the blocking element 23B, arranged locking wedges 24, wherein all locking wedges 24 in the axial direction in an overlapping region are arranged, in which the first coupling element 21 and the second coupling element 22 overlap in the axial direction.
  • all locking wedges 24 are at least partially displaceable inward in the radial direction and can be brought into engagement with the radially inner coupling element 21 in such a way that an axial relative displacement along the first axis A between the first coupling element 21 and the second coupling element 22, in particular a telescoping rod-like telescoping of the two coupling elements 21 and 22, is blocked.
  • the recesses 27, in which the locking wedges 24 are used, serve in addition to the axial fixing and guiding the locking wedges 24 in addition to fixing the locking wedges 24 in the circumferential direction.
  • All locking wedges 24 have a circumferentially extending, each at the radially outer, the locking element 23B facing side of the locking wedge, formed as a ramp guide surface and the locking device 23 more cooperating with the individual guide surfaces of the locking wedges 24 guide elements, in In this case, balls 25, which cooperate with the ramp surfaces of the locking wedges 24.
  • the balls 25 held by the blocking element 23B cooperate with the ramp surfaces of the locking wedges in such a manner that rotation of the blocking element 23B in the circumferential direction from the release position to the blocking position causes the blocking wedges 24 to move radially inward in that the locking wedges 24 can be brought into engagement with the radially inner coupling element 21, in particular with the groove 26, and an axial relative displacement along the first axis A between the two coupling elements 21 and 22 is blocked.
  • the locking wedges 24 can preferably be displaced radially inwardly against a restoring force, in particular against a restoring spring in each case, in order to be brought into engagement with the first coupling element 21, and accordingly be moved back radially outward with the help of the restoring force for a more reliable release of the relative displacement.
  • balls 25 can be used, in particular wedge-shaped guide elements.
  • the balls 25 used in this exemplary embodiment of a coupling device 20 according to the invention have the advantage that they have an advantageous effect on the friction and in particular have a friction-reducing effect.
  • the coupling device 20 according to the invention described with reference to FIGS. 4a to 4c is in this case likewise designed, like the previously described coupling device 10, for the pivotable connection of the coupling elements 21 and 22 to rocker arm parts 202A and 202B of a valve actuating device, the second coupling element 22 in particular for Connection to the cam-side Kipphebelteil 202B is formed and the first coupling element 21 for connection to the valve-side rocker arm part 202A, see Fig. 5th 5 shows a section of a second exemplary embodiment of a valve actuating device 200 according to the invention with the coupling device 20 from FIGS. 4a to 4c in side view.
  • valve operating device 200 shown in FIG. 5 differs from the previously described valve actuating device 100 in that the cam-side rocker arm part 202B is not mechanically coupled to the cam 204 via a push rod, but directly. Otherwise, the principle of operation is the same as in the valve operating device 100 described above.
  • FIGS. 6a and 6b show a third exemplary embodiment of a coupling device 30 according to the invention, likewise in the blocked state, wherein this coupling device 30 likewise differs in the locking mechanism and the configuration of the coupling elements 31 and 32 from the previously described embodiments of coupling device 10 and 20 according to the invention.
  • This locking device 33 has an expansion sleeve 34 arranged in the radial direction within the blocking element 33B, the blocking device 33 being designed in such a manner that by turning the blocking element 33B in a first direction about the first axis A, in particular by turning the blocking element 33 in FIG Direction of the blocking position, the expansion sleeve 34 can be compressed in the radial direction and / or in the circumferential direction.
  • the expansion sleeve 34 in this case a plurality of evenly distributed in the circumferential direction and extending over part of its length in the longitudinal direction extending narrow slits.
  • the expansion sleeve can be expanded in the radial direction and / or in the circumferential direction.
  • the first coupling element 31 and the expansion sleeve 34 are displaceable in the axial direction relative to each other, in particular telescopically pushable into one another, when the expansion sleeve is not compressed in the radial direction and / or in the circumferential direction.
  • a relative displacement in the axial direction between the first coupling element 31 and the expansion sleeve 34 is blocked, however, when the expansion sleeve 34 is compressed in the radial direction and / or in the circumferential direction, in particular completely, where in this case, the free end of the expansion sleeve 34, in particular its end face, abuts against the shaft shoulder 38 of the first coupling element and thus prevents an axial telescoping.
  • the expansion sleeve 34 is fixed to the second coupling element 32 in the axial direction and the first coupling element 31 is telescopically in the expansion sleeve 34 at least partially hineinschiebbar.
  • the first coupling element 31 formed hohizylinderformige at its free end or has at its free end a guide cylinder 39A.
  • the second coupling element 32 has a corresponding piston-like guide pin 39B tuned to the inner diameter of the guide cylinder 39A and at least partially slidable into the guide cylinder 39A.
  • the expansion sleeve 34 in the compressed state at least partially an inner diameter, in particular in their first coupling element 31 facing the free end, which is smaller than an outer diameter of the axial direction in series relative to the expansion sleeve 94 displaceable element 31, in particular smaller than an outer diameter of a shaft shoulder 38 of the first coupling element 31st
  • the expansion sleeve 34 has a section 36 that tapers conically along the first axis in the direction of the coupling element 31 and the blocking element 33B rotatable about the first axis corresponds to the conical section of the expansion sleeve 34 and with the Tapered portion of the expansion sleeve 34 cooperating, hollow cone-shaped portion 37th
  • the expansion sleeve 34 is coupled by means of a thread with the blocking element 33B, whereby in a simple manner by means of a rotary movement of the blocking element 33B, a relative movement in the axial direction, ie in the direction of the first axis A, between the blocking element 33B and the expansion sleeve 34th can be effected, which has the consequence that the expansion sleeve is compressed and an axial relative displacement is blocked or the locking sleeve 34 is expanded and an axial relative displacement is released.
  • 7a to 7c show a fourth exemplary embodiment of a coupling device 40 according to the invention or parts thereof in different views, wherein FIG.
  • FIG. 7a shows a section of a third exemplary embodiment of a valve actuating device 300 according to the invention in longitudinal section through a fourth exemplary embodiment of a coupling device 40 according to the invention in the region of the coupling device 40.
  • 7b shows individual parts of the coupling device from FIG. 7a in an exploded view
  • FIG. 7c shows a detail of the valve actuating device from FIG. 7a in a side view.
  • the locking mechanism of this coupling device 40 works in principle as the locking mechanism of the coupling device 10 of FIGS. 1 a, 1 b and 2.
  • the first coupling element 41 and the blocking element 43B respectively have corresponding sections 46, 47, 48 with a corresponding toothing.
  • section 46 corresponds to section 16 from FIG. 1 b and has a correspondingly formed outer longitudinal spline.
  • Section 47 corresponds to section 17 of FIG. 1 b and is formed without teeth.
  • Section 48 corresponds to section 18 of FIG. 1 b and has a correspondingly formed internal longitudinal toothing.
  • the blocking element 43B is further not fixed to the second coupling element 42 by means of a retaining ring, but can be braced axially against it only by means of a spring element 49 when the blocking element 43B is in the release position.
  • the blocking element 43B is cylindrical.
  • the cylinder bottom of the blocking element 43B is curved inward, and the free end of the second coupling element 42 is correspondingly convexly curved.
  • the blocking element 43B follows the movement of the coupling element 41 fixedly connected to the cam-side tilting-lever part 302B and does not necessarily abut the second coupling element 42.
  • This embodiment of the coupling device 40 has the advantage that the setting of a valve actuation clearance is possible, so that a Nicoinstellvorides can be realized, namely by selecting a spring element with a different length, another spring stiffness and / or on the adjustment of the arrangement of the second coupling element 42nd , In particular by changing the depth of engagement of the second coupling element 42, which is screwed by means of a thread 44 in the associated Kipphebelteil 302A.
  • variable by means of thread 44 in its position in Kipphebelteil 302A or changeable coupling element 42 thus provides an example of a Schiinstellvortechnisch.
  • the Schiinstellvortechnisch can also be implemented with one of the above variants.
  • FIG. 8 shows a fourth exemplary embodiment of a valve actuating device 400 according to the invention with a fifth exemplary embodiment of a coupling device 50 according to the invention, this valve actuating device 400, unlike the valve actuating devices 100, 200 and 300 described above, having a rigid rocker arm 402 and the coupling device 50 according to the invention between the Push rod 406 and the rocker arm 402 is arranged.
  • one of the coupling elements of the coupling device 50 is mechanically coupled to the push rod 406, in particular connected, and the other coupling element with the valve lever 402.
  • the coupling device 50 differs from the previously described coupling devices 10, 20, 30 or 40 in the design of their connection , In terms of its operation, the coupling device 50 is designed in accordance with one of the previously described coupling devices 10, 20, 30 or 40.
  • FIG. 9 shows a fifth exemplary embodiment 500 of a valve actuating device according to the invention with a sixth exemplary embodiment of a coupling device 60 according to the invention, this valve actuating device 500 having a rigid rocker arm 402 and the coupling device 60 according to the invention, unlike the previously described valve actuating devices 100, 200, 300 and 400 is arranged between the rocker arm 502 and a valve 501 to be actuated.
  • one of the coupling elements of the coupling device 60 is mechanically coupled, in particular connected, to the valve lever 502, and the other coupling element to the valve 501.
  • the coupling device 60 differs from the previously described coupling devices 10, 20, 30, 40 and 50 in the embodiment their connection.
  • the coupling device 60 is formed according to one of the previously described coupling devices 10, 20, 30 or 40.
  • FIG. 10 shows a sixth embodiment of a valve operating device 600 according to the invention with a seventh embodiment of a coupling device 70 according to the invention in a schematic representation
  • this valve operating device 600 in contrast to the previously described valve actuators 100, 200, 300, 400 and 500 has a two-piece push rod 606 and the inventive Coupling device 70 between a first push rod part 606A and a second push rod part 606B is arranged.
  • one of the coupling elements of the coupling device 50 is mechanically coupled, in particular connected, to the first pushrod part 606A, and the other coupling element is connected to the second pushrod part 606B.
  • the coupling device 70 differs from the previously described coupling devices 10, 20, 30, 40, 50 and 60 in the design of their connection.
  • the coupling device 70 is designed according to one of the previously described coupling devices 10, 20, 30 or 40.
  • Fig. 1 1 shows a seventh embodiment of a valve operating device 700 according to the invention with an eighth embodiment of a coupling device 80 according to the invention in a schematic representation, this valve operating device 700, in contrast to the previously described valve actuators 100, 200, 300, 400, 500 and 600, a rigid rocker arm 702 and a mechanically coupled with two valves 701 valve bridge 707 and the coupling device 80 according to the invention between the rocker arm 702 and the valve bridge 707 is arranged.
  • one of the coupling elements of the coupling device 80 is mechanically coupled, in particular connected, to the rocker arm 702, and the other coupling element with the valve bridge 707.
  • the coupling device 80 differs from the previously described coupling devices 10, 20, 30, 40, 50, 60 and 70 in the design of their connection.
  • the coupling device 80 is designed in accordance with one of the previously described coupling devices 10, 20, 30 or 40.
  • Fig. 12 shows a section of a reciprocating internal combustion engine according to the invention with two valve actuation devices according to the invention, each with one according to the Fig. 1 a, 1 b and 2 formed according to the invention coupling device 10, 10 'in Top view, wherein the coupling device 10 is shown in the released state and the coupling device 10 'in the locked state.
  • FIG. 13 shows the detail of FIG. 12 in a view obliquely from above, additionally with a slide guide for actuating the locking devices 13 and 13 'of the coupling devices 10, 10'.
  • a rotational movement of the locking device 13, 13 ' can be effected, in particular of the blocking element 13B, 13B', about the first axis, in particular from the release position (see the left half of the picture) in the blocking position (see right half) and / or vice versa, wherein preferably at the blocking element 13, 13 'in each case a first slotted guide element 13A, 13A' is arranged, which is formed with a second, corresponding to the first slotted guide element 13A, 13A 'and in particular axially displaceable, housing-mounted slide guide element 84 , 85 of the slide guide to cooperate.
  • the blocking element 13 or 13 ' is in this embodiment in each case rotatable about an angular range of about 30 degrees in the circumferential direction about the first axis.
  • the first link guide element is a link pin 13A, 13A 'extending radially outwards, in particular a ring-shaped or sleeve-shaped section 13B, 13B' of the blocking device 13, 13 ', in particular the blocking element 13B, 13B', arranged, in the radial direction outwardly extending pin 13A, 13A '.
  • the housing-side mounted second slide guide element 84, 85 is a means of an actuating rod 81, 82 perpendicular to the first axis, in particular tangentially to the first axis axially displaceable claw 84, 85, which is slidably mounted in particular axially displaceable on a guide rod 83 fixed to the housing.
  • the second slide guide element 84, 85 preferably arranged by means of a sliding bearing between an end stop 86 and stop elements 87, 88 axially displaceable on the actuating rod 81, 82 and in each case by means of two spring elements 93, 94 and 95, 96 zwi - see two fixedly connected to the actuating rod 81, 82 annular discs 91, 92 and 89, 90 and / or paragraphs clamped, wherein the spring force and the length of the spring elements 93, 94 and 95, 96 is selected such that a lateral displacement of the Actuating rod 81, 82 as a result of a switching operation only to an axial displacement of the actuating rod 81, 82 and thus only to an actuation of the locking element 13 B, 13 B 'leads, when the coupling device 10, 10' along the first axis A is almost no load or no load, ie is almost or completely free of axial
  • the slotted guide is designed such that the actuation of the locking element 13, 13 ', i. the rotation of which is triggered after a switching operation, when the respective rolling off on the cam valve actuating element on the base circle of the valve actuation causing cam rolls.
  • the actuation of the actuating rod of the slotted guide in particular its axial displacement, hydraulically, electromagnetically, pneumatically, and / or electromechanical, the latter for example by means of a linear drive, a rack, a ball screw, a spindle or the like.
  • the respective blocking element 13A, 13A 'associated with a cylinder is first actuated after a switching operation, in particular triggered only when the spring biasing force applied by the switching operation and applied to the claw 84, 85 is greater than that due to the coupling device 10, 10 'acting friction in follow the axial forces applied to the coupling device 10, 10 '.
  • a suitable design of the slotted guide can be achieved in this way that the blocking element 13B, 13B 'only in almost load-free or load-free state actuated, in particular rotated. Thereby, the wear of the valve operating device, in particular the coupling device 10, 10 ', can be significantly reduced.
  • the switching operation can be simplified. This is particularly advantageous in Hubkol- benbrennkraftmaschinen with more than four, especially with more than 8 cylinders.
  • valve actuation device 400 500, 600, 700 according to the invention

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung für eine Ventilbetätigungsvorrichtung zur Betätigung wenigstens eines Ventils einer Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Ventilhub, insbesondere für eine Ventilbetätigungsvorrichtung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, eine Ventilbetätigungsvorrichtung und eine Hubkolbenmaschine, wobei die Kopplungsvorrichtung ein erstes Kopplungselement, ein zweites Kopplungselement und eine Sperreinrichtung aufweist. Das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement sind zumindest innerhalb definierter Grenzen entlang einer ersten Achse relativ zueinander verschiebbar, wobei mittels der Sperreinrichtung die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente zueinander entlang der ersten Achse zumindest in eine erste Richtung blockierbar ist. Die Sperreinrichtung weist ein zumindest in einem definierten Bereich in Umfangsrichtung um die erste Achse drehbares Sperrelement auf, wobei die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente entlang der ersten Achse zumindest in die erste Richtung blockiert ist, wenn sich das Sperrelement in einer Blockier-Position befindet.

Description

Kopplungsvorrichtung für eine Ventilbetätigungsvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung für eine Ventilbetätigungsvorrichtung zur Betätigung wenigstens eines Ventils einer Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Ventilhub, insbesondere für eine Ventilbetätigungsvorrichtung einer Hubkol- benbrennkraftmaschine. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine vorgenannte Ventilbetätigungsvorrichtung sowie eine Hubkolbenmaschine mit einer solchen Ventilbetätigungsvorrichtung.
Gattungsgemäße Kopplungsvorrichtungen und Ventilbetätigungsvorrichtungen sowie Hubkolbenmaschinen, insbesondere Hubkolbenmaschinen mit derartigen Ventilbetätigungsvorrichtungen, sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt.
Aufgrund der immer höheren Anforderungen in Bezug auf Leistung, Effizienz und Emission gewinnen variable Ventiltriebe, d.h. Ventiltriebe mit veränderlichem Ventilhub, bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen im Vier-Takt-Betrieb und im Sechs-Takt-Betrieb, mehr und mehr an Bedeutung.
Mit variablen Ventiltrieben kann dabei der Notwendigkeit der Konstrukteure der Brennkraftmaschinen und dem Wunsch der Thermodynamik entsprochen werden, alternativ verschiedene Ventilhubkurven auf ein oder mehrere Ventile zu übertragen, insbesondere je nach Betriebssituation der Brennkraftmaschine, wobei sowohl der Ventilhub als auch die Öffnungs- und Schließzeitpunkte angepasst werden können.
Dies wird im Allgemeinen durch eine Umschaltung im Übertragungsweg des Ventiltriebs erreicht. Hubum- und Hubabschaltungssysteme mit schaltbaren Nockenfolgern, wie Tassenstößeln, Rollenstößeln oder Kipphebeln, sind in verschiedenen Anwendungen in Serie. Dabei gilt, dass für jeden weiteren alternativen Ventilhub auch ein entsprechender Nocken als hubgebendes Element vorhanden sein muss - es sei denn, der Alternativ- Hub ist ein Null-Hub.
Es gibt unterschiedliche Anwendungsbereiche für den Einsatz von Ventiltrieben mit veränderlichem bzw. variablem Ventilhub. Einige Beispiele werden im Folgenden aufgezählt:
Hubumschaltung: Die Hubumschaltung ermöglicht die betriebspunktabhängige Nutzung von mindestens zwei verschiedenen Ventilerhebungen. Hierbei kommt ein speziell auf den Teillastbereich abgestimmter, kleinerer Ventilhub zum Einsatz, welcher den Dreh- momentverlauf verbessert und den Verbrauch und die Emission reduziert. Der große Ventilhub kann auf weitere Leistungssteigerung optimiert werden. Ein kleinerer Ventilhub mit geringerem Maximal-Hub und kürzerer Länge des Ereignisses ermöglicht durch einen deutlich früheren Einlass-Schließzeitpunkt und der Entdrosselung im Ansaugtrakt eine Verringerung der Ladungswechsel-Arbeit (Miller-Zyklus). Ähnliche Resultate sind mit dem Atkinson-Zyklus, das heißt extrem spätem Einlass-Schluss, möglich. Eine optimale Füllung des Verbrennungsraums bewirkt dabei im Teillastbereich noch eine Drehmomentsteigerung.
Zylinderabschaltung: Die Zylinderabschaltung wird vorwiegend bei großvolumigen, viel- zylindrigen Motoren (zum Beispiel mit vier, acht, zehn oder zwölf Motorzylindern) eingesetzt. Dabei werden ausgewählte Motorzylinder durch Hubabschaltung an den Ein- und Auslassventilen stillgelegt; es findet dabei eine komplette Entkopplung vom Nockenhub statt. Aufgrund von äquidistanten Zündfolgen lassen sich dabei gängige V8- und V12- Triebwerke auf A4- bzw. R6-Motoren umschalten. Der Zweck der Motorzylinderabschaltung liegt darin, die Ladungswechsel-Verluste zu minimieren und eine Betriebspunkt- Verlagerung hin zu höheren Mitteldrücken und damit höheren thermodynamischen Wirkungsgraden durchzuführen, wodurch erhebliche Kraftstoffeinsparungen erreicht werden können.
Motorbremsbetrieb: Motorbremssysteme, die einen Motorbremsbetrieb ermöglichen, erlangen in Fahrzeug-Brennkraftmaschinen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, zunehmend an Bedeutung, da es sich bei diesen um kostengünstige und platzsparende Zusatzbremssysteme handelt, welche die Radbremsen, insbesondere bei längeren abschüssigen Fahrten, entlasten können. Zusätzlich bedingt die Steigerung der spezifischen Leistung moderner Nutzfahrzeugmotoren auch die Anhebung der zu erreichenden Bremsleistung.
Zum Erzielen einer Motorbremswirkung ist bekannt, in den Motorzylindern einer Brennkraftmaschine zusätzliche Makroventile vorzusehen, mit welchen ein sogenanntes De- kompressionsbremsen durchgeführt werden kann, indem am Ende des Verdichtungstakts, insbesondere bei einem Vier-Takt-Motor oder einem Sechs-Takt-Motors, eine Dekompression des Zylinders über die zusätzlichen Motorventile durchgeführt wird. Hierdurch entweicht die an dem verdichteten Gas verrichtete Arbeit über das Abgassystem der Brennkraftmaschine. Weiterhin muss die Brennkraftmaschine wiederum Arbeit aufwenden, um den Zylinder von Neuem mit Gas zu befüllen. Unter anderem ist bekannt, eine Motorbremswirkung über einen variablen Ventiltrieb der eigentlichen Auslassventile zu erzeugen.
Zur Änderung des Ventilhubs sind verschiedene Systeme und Konzepte bekannt. Insbesondere ist bekannt, zwischen ein oder mehreren, einen Nockenhub übertragenden Ventilbetätigungselementen einer Ventilbetätigungsvorrichtung eine Kopplungsvorrichtung vorzusehen, mittels welcher eine Umschaltung im Übertragungsweg des Ventiltriebs erreicht werden kann.
Beispielsweise zeigt die US 2014/0326212 A1 ein System zur variablen Ventilsteuerung, insbesondere zum Erzeugen einer Motorbremswirkung, welches eine „Lost-Motion"- Einrichtung mit hydraulisch betätigbaren Sperrelementen aufweist, um wahlweise einen Ventilbetätigungsmechanismus zu sperren oder freizugeben, so dass Ventilbetätigungsbewegungen wahlweise übertragen oder nicht übertragen werden zu einem oder mehreren Ventilen, um den Ventilhub zu verändern und dadurch insbesondere eine Motorbremswirkung zu erzeugen.
In der WO 2015/022071 ist eine Ventilbetätigungseinrichtung zur Betätigung zumindest eines ersten Ventils einer Hubkolbenmaschine, insbesondere einer Verbrennungskraftmaschine, offenbart, welche insbesondere zur Motorbremsung verwendbar ist und welche einen ersten Kipphebelteil, einen zweiten Kipphebelteil, und ein erstes Schaltelement zur Veränderung des Ventilhubs des zumindest einen ersten Ventils aufweist, wobei der erste Kipphebelteil und der zweite Kipphebelteil schwenkbar gelagert sind und in der Weise angeordnet sind, dass zumindest eine erste Ventilsteuerungsbewegung von einer ersten Nockenwelle über den ersten Kipphebelteil und den zweiten Kipphebelteil zu dem zumindest einen ersten Ventil übertragbar ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kopplungsvorrichtung, insbesondere eine besonders einfache Kopplungsvorrichtung, für eine Ventilbetätigungsvorrichtung bereitzustellen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte, insbesondere mechanisch mithilfe eines Nockens betätigbare Ventilbetätigungsvorrichtung bereitzustellen sowie eine verbesserte Hubkolbenmaschine mit einer derartigen Ventilbetätigungsvorrichtung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1 , eine Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 21 und eine Hubkolbenmaschine nach Anspruch 28 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Die Lehre der Ansprüche wird ausdrücklich zu einem Teil der Beschreibung gemacht.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung für eine Ventilbetätigungsvorrichtung zur Betätigung wenigstens eines Ventils einer Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Ventilhub, insbesondere für eine Ventilbetätigungsvorrichtung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei die Kopplungsvorrichtung wenigstens ein erstes Kopplungselement, ein zweites Kopplungselement und eine Sperreinrichtung mit einem Sperrelement aufweist. Das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement und/oder das erste Kopplungselement und das Sperrelement sind entlang einer ersten Achse relativ zueinander verschiebbar und mittels der Sperreinrichtung ist die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente zueinander und/oder die Relativverschiebung zwischen dem ersten Kopplungselement und dem Sperrelement entlang der ersten Achse zumindest in eine erste Richtung blockierbar.
Dabei sind die beiden Kopplungselemente und/oder das erste Kopplungselement und das Sperrelement insbesondere zumindest innerhalb definierter Grenzen relativ zueinander entlang der ersten Achse verschiebbar, wobei die definierten Grenzen insbesondere durch die konstruktive Ausgestaltung der Kopplungsvorrichtung und/oder deren Umgebung bestimmt sind, insbesondere durch die kinematischen und/oder bauraumbe- dingten Gegebenheiten.
Erfindungsgemäß ist das Sperrelement zumindest über einen definierten Winkelbereich in Umfangsrichtung um die erste Achse drehbar, wobei die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente entlang der ersten Achse zueinander und/oder die Relativverschiebung zwischen dem ersten Kopplungselement und dem Sperrelement zumindest in die erste Richtung blockiert ist, wenn sich das Sperrelement in einer Blockier-Position befindet.
Eine derartige Kopplungsvorrichtung ermöglicht auf einfache Art und Weise, insbesondere bei funktionsgemäßer Verwendung in einer entsprechend ausgebildeten Ventilbetätigungsvorrichtung, eine mechanische Ventilbetätigung mit wenigstens einem definierten Ventilhub, wobei ein erster definierter Ventilhub eingestellt werden kann, in dem das Sperrelement in der Blockier-Position gebracht wird. Eine Kopplungsvorrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zur Kopplung, insbesondere zur mechanischen und/oder kinematischen Kopplung, wenigstens zweier Elemente, insbesondere von wenigstens zwei Betätigungselementen.
Ein Kopplungselement im Sinne der Erfindung ist ein zur mechanischen und/oder kinematischen Kopplung ausgebildetes Element.
Eine Ventilbetätigungsvorrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Betätigung eines oder mehrerer Ventile einer Hubkolbenmaschine, insbesondere einer Hub- kolbenbrennkraftmaschine.
Ein Ventil im Sinne der Erfindung ist ein Einlass- oder ein Auslassventil, insbesondere ein Einlass- oder ein Auslassventil einer Hubkolbenbrennkraftmaschine.
Ein veränderlicher Ventilhub im Sinne der Erfindung ist ein Ventilhub, welcher in beliebiger Weise veränderbar ist. Insbesondere können in Bezug auf den veränderlichen Ventilhub zwei Zustände existieren, nämlich erstens ein Null-Hub und zweitens ein definierter Ventilhub.
Eine Sperreinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung, mit der insbesondere eine axiale Relativverschiebung zwischen zwei definierten Elementen gesperrt werden kann. Ein Sperrelement im Sinne der Erfindung ist ein Teil einer Sperreinrichtung.
Eine Ventilbetätigungsbewegung im Sinne der Erfindung ist ein kinematisches Ereignis, welches insbesondere von einem Nocken auf einer Nockenwelle erzeugt wird und zu einem Ventil übertragen wird. Dieses Ereignis ist insbesondere durch die physikalischen Größen Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung beschrieben.
Die erfindungsgemäße Lösung basiert insbesondere auf dem Ansatz, die Kopplungsvorrichtung so auszugestalten, dass wahlweise eine Übertragung einer Ventilbetätigungsbewegung an ein zugehöriges, zu betätigendes Ventil erfolgt oder keine Übertragung, um somit, insbesondere wahlweise, einen ersten definierten Ventilhub oder einen zweiten definierten Ventilhub, insbesondere einen Null-Hub, einstellen zu können.
Hydraulische, elektronische oder elektromagnetische Einrichtungen, um den Ventilhub von Nockenwelle zu Ventil zu übertragen, sind daher erfindungsgemäß nicht notwendig. Erfindungsgemäß kann zur Einstellung des Ventilhubs insbesondere eine die durch die von einem Nocken erzeugte Drehbewegung ausgenutzt werden. In einigen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, wenn die Kopplungsvorrichtung teleskopstangenartig ausgebildet ist, wobei in diesem Fall vorzugsweise die erste Achse der Kopplungsvorrichtung mit der Längsachse der Kopplungsvorrichtung zusammenfällt.
Zur Verringerung der Reibung und/oder zur Einstellung einer definierten Reibung in der Kopplungsvorrichtung können die gegeneinander gleitenden Teile eine reibungsvermin- dernde Oberfläche und/oder eine Oberfläche mit definierter Rauheit aufweisen und/oder beschichtet und/oder mit einem Schmiermittel geschmiert sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung ist die Kopplungsvorrichtung in der Weise ausgebildet, dass die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente zueinander und/oder die Relativverschiebung zwischen dem ersten Kopplungselement und dem Sperrelement entlang der ersten Achse zumindest in die erste Richtung freigegeben ist, wenn sich das Sperrelement in einer Freigabe- Position befindet, wobei vorzugsweise das Sperrelement zumindest zwischen einer Freigabe-Position und einer Blockier-Position um die erste Achse drehbar ist.
Eine derartig ausgebildete Kopplungsvorrichtung ermöglicht, insbesondere bei funktionsgemäßer Verwendung in einer entsprechend ausgebildeten Ventilbetätigungsvorrichtung, auf einfache Art und Weise eine mechanische Ventilbetätigung mit wenigstens zwei voneinander verschiedenen definierten Ventilhüben, wobei mittels der Kopplungsvorrichtung ein erster definierter Ventilhub eingestellt werden kann, wenn sich das Sperrelement in der Blockier-Position befindet und ein zweiter definierter Ventilhub, insbesondere ein Null-Hub, wenn sich das Sperrelement in der Freigabe-Position befindet. Insbesondere ermöglicht eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung eine in gewissen Grenzen variable Ventilhubsteuerung.
Dabei hat es sich als vorteilhaft für einige Anwendungsfälle herausgestellt, wenn das Sperrelement über einen definierten Winkelbereich, der in Umfangsrichtung von etwa 15 Grad bis etwa 30 Grad reicht, um die erste Achse in Umfangsrichtung drehbar ist. In anderen Anwendungsfällen können andere definierte Winkelbereiche vorteilhafter sein, beispielsweise bis zu 45 Grad oder 60 Grad oder auch bis zu 90 Grad oder von weniger als 15 Grad.
Insbesondere ist die Kopplungsvorrichtung derart ausgebildet, dass in einem ersten Zustand der Kopplungsvorrichtung eine definierte Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente zueinander entlang der Längsachse der Kopplungsvorrichtung blockiert ist und in einem zweiten Zustand der Kopplungsvorrichtung die Relativverschiebung freigegeben ist, wobei vorzugsweise die Relativverschiebung wahlweise freigebbar oder blockierbar ist.
Die Kopplungseinrichtung ist dabei vorzugsweise in der Weise ausgebildet, dass durch Blockieren der Relativverschiebung eine kinematische Kopplung eines ersten, mit dem ersten Kopplungselement mechanisch gekoppelten Betätigungselementes mit einem zweiten, mit dem zweiten Kopplungselement der Kopplungseinrichtung mechanisch gekoppelten Betätigungselementes bewirkbar ist und durch Freigeben der Relativverschiebung die kinematische Trennung zwischen den beiden Betätigungselementen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung ist die Kopplungsvorrichtung zur Anordnung in einer Ventilbetätigungsvorrichtung ausgebildet ist, insbesondere zur Anordnung in einer mithilfe eines drehbaren Nockens betätigbaren Ventilbetätigungsvorrichtung, wobei die Ventilbetätigungsvorrichtung zur Betätigung wenigstens eines Ventils einer Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Ventilhub ausgebildet ist und wenigstens ein erstes Ventilbetätigungselement aufweist und insbesondere ein zweites Ventilbetätigungselement, wobei die Kopplungsvorrichtung vorzugsweise in der Weise ausgebildet ist, dass das erste Kopplungselement mit dem ersten Ventilbetätigungselement mechanisch koppelbar, insbesondere verbindbar, ist und das zweite Kopplungselement mit dem zweiten Ventilbetätigungselement oder einem zu betätigenden Ventil.
Dabei ist die Kopplungsvorrichtung insbesondere in der Weise ausgebildet, dass mittels der Kopplungsvorrichtung zur Übertragung einer Ventilbetätigungsbewegung von einem ersten Ventilbetätigungselement der Ventilbetätigungseinrichtung auf ein zweites Ventilbetätigungselement der Ventilbetätigungseinrichtung eine kinematische Kopplung des ersten Ventilbetätigungselements mit dem zweiten Ventilbetätigungselement bewirkbar und/oder trennbar ist, insbesondere wahlweise.
Die Kopplungseinrichtung ist vorzugweise in der Weise ausgebildet, dass bei funktionsgemäßer Verwendung der Kopplungsvorrichtung in einer Ventilbetätigungseinrichtung im blockierten Zustand der Kopplungsvorrichtung bei entsprechender Ausgestaltung der Ventilbetätigungsvorrichtung und entsprechender mechanischer Kopplung des ersten Kopplungselements mit einem ersten Ventilbetätigungselement einer Ventilbetätigungseinrichtung eine infolge einer Ventilbetätigungsbewegung über das erstes Ventilbetätigungselement der Ventilbetätigungseinrichtung und das erste Kopplungselement in die Kopplungsvorrichtung eingeleitete Ventilbetätigungsbewegung entlang der ersten Achse auf das zweite Kopplungselement übertragbar ist und von dort bei entsprechender mechanischer Kopplung des zweiten Kopplungselements mit einem zweiten Ventilbetätigungselement der Ventilbetätigungseinrichtung weiter auf das zweite Ventilbetätigungselement, so dass ein definierter Ventilhub bewirkbar ist, und/oder in der Weise, dass im freigegeben Zustand der Kopplungsvorrichtung eine über das erste Kopplungselement in die Kopplungsvorrichtung eingeleitete Ventilbetätigungsbewegung entlang der ersten Achse zu einer axialen Verschiebung des ersten Kopplungselements relativ zum zweiten Kopplungselement führt, nicht jedoch zu einer Übertragung der Ventilbetätigungsbewegung auf das zweite Kopplungselement, so dass keine oder eine geringere axiale Verschiebung des zweiten Kopplungselementes erfolgt und insbesondere eine zweiter definierter Ventilhub, vorzugsweise ein Null-Hub, einstellbar ist.
Mit einer derartig ausgebildeten Kopplungseinrichtung kann somit die Übertragung einer definierten Ventilbetätigungsbewegung ermöglicht oder unterbunden werden und ein Ventilhub eines mit der Kopplungseinrichtung mechanisch gekoppelten Ventils einer Hubkolbenmaschine, insbesondere einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gesteuert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist das Sperrelement einen ringförmigen oder hülsenförmigen Abschnitt auf, wobei vorzugsweise der ring- oder hülsenförmige Abschnitt des Sperrelementes zumindest teilweise das erste Kopplungselement und/oder das zweite Kopplungselement in axialer Richtung überlappt.
Insbesondere umgreift der ring- oder hülsenförmige Abschnitt des Sperrelements dabei das erste Kopplungselement und/oder das zweite Kopplungselement zumindest teilweise, vorzugweise mit einem Umfangswinkel von mehr als 180 Grad, insbesondere mit einem Umfangswinkel von mehr als 270 Grad, vorzugsweise vollständig. Vorzugsweise umgreift der ring- oder hülsenförmige Abschnitt des Sperrelements das erste Kopplungselement und/oder das zweite Kopplungselement von außen. Mit anderen Worten ist der ring- oder hülsenförmige Abschnitt des Sperrelements so ausgeführt, dass er das erste und/oder das zweite Kopplungselement von außen zumindest teilweise - vorzugsweise mit einem Umfangswinkel von mehr als 180 Grad, insbesondere mehr als 270 Grad -, vorzugsweise vollständig umgreift. Insbesondere ist wenigstens eines der beiden Kopplungselemente, insbesondere das erste Kopplungselement, zumindest teilweise entlang der ersten Achse in die Sperreinrichtung, insbesondere in das Sperrelement, hineinschiebbar und/oder durch die Sperreinrichtung, insbesondere das Sperrelement, hindurchschiebbar ist.
Vorzugsweise weist die Sperreinrichtung, insbesondere das Sperrelement, ein erstes Kulissenführungselement auf, welches dazu ausgebildet ist, mit einem zweiten, korrespondierend zum ersten Kulissenführungselement ausgebildeten Kulissenführungselement einer Kulissenführung zusammenzuwirken, wobei mittels der Kulissenführung eine Drehbewegung der Sperreinrichtung, insbesondere des Sperrelementes, um die erste Achse bewirkbar ist, insbesondere von der Freigabe-Position in die Blockier-Position und umgekehrt. Dadurch wird eine einfache, mechanische Betätigung des Sperrelementes und somit eine einfache, mechanische Verstellung des Ventilhubs möglich.
Insbesondere ist das erste Kulissenführungselement ein sich in radialer Richtung nach außen erstreckender Kulissenzapfen, insbesondere ein am ring- oder hülsenförmigen Abschnitt der Sperreinrichtung, insbesondere des Sperrelements, angeordneter, sich in radialer Richtung nach außen erstreckender Zapfen. Mithilfe eines Zapfens kann auf besonders einfache Art und Weise eine mechanische Betätigung des Sperrelementes bewirkt werden.
In diesem Fall ist der definierte Winkelbereich, um den das Sperrelement um die erste Achse drehbar ist, vorzugsweise derart bemessen, insbesondere nicht zu groß gewählt, dass sichergestellt ist, dass das erste Kulissenführungselement und das zweite Kulissenführungselement stets ausreichend miteinander im Eingriff sind, um eine sichere Betätigung der Sperreinrichtung zu gewährleisten. Mit zunehmendem Winkelbereich nehmen ferner die Schaltzeiten zu.
Vorzugsweise ist die Sperreinrichtung, insbesondere das Sperrelement, in axialer Richtung entlang der ersten Achse zumindest teilweise, insbesondere vollständig, relativ zu wenigstens einem Kopplungselement, insbesondere relativ zum zweiten Kopplungselement festgelegt.
Dazu kann die Sperreinrichtung, insbesondere das Sperrelement am Kopplungselement befestigt sein, beispielsweise mittels eines Sicherungsringes, und/oder mittels einer Vorspanneinrichtung axial festgelegt sein und beispielsweise mithilfe einer Feder in axialer Richtung in einer definierten Position relativ zum Kopplungselement, insbesondere rela- tiv zum zweiten Kopplungselement verspannt werden, zumindest in der Freigabe- Position.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist die Kopplungsvorrichtung eine Spieleinstellvorrichtung zur Einstellung eines kinematischen Spiels in der Kopplungsvorrichtung auf, insbesondere zur Einstellung eines kinematischen Spiels in axialer Richtung entlang der ersten Achse. Bei entsprechender Ausgestaltung der Spieleinstellvorrichtung kann bei funktionsgemäßer Verwendung der Kopplungsvorrichtung in einer mechanischen, entsprechend ausgestalteten Ventilbetätigungseinrichtung ermöglicht werden, dass wenigstens ein nahezu, insbesondere vollständig, lastfreier Zustand bezogen auf die erste Achse, d.h. ein axialkraftfreier Zustand in Richtung der ersten Achse, einstellbar ist, insbesondere wenn die Ventilbetätigungseinrichtung mithilfe eines drehbaren Nocken betätigbar ist. Dadurch kann eine Betätigung der Kopplungsvorrichtung in einem nahezu lastfreien oder lastfreien Zustand ermöglicht werden. Dies hat den Vorteil, dass dadurch der Verschleiß der Kopplungseinrichtung, insbesondere der Sperreinrichtung, deutlich reduziert werden kann gegenüber einer Betätigung unter Last.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung sind das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement entlang der ersten Achse zumindest teilweise teleskopstangenartig ineinander schiebbar, insbesondere wenn sich das Sperrelement in der Freigabe-Position befindet.
Insbesondere weist dazu eines der beiden Kopplungselemente, insbesondere das erste Kopplungselement, ein freies, kolbenartiges Ende auf und das andere, insbesondere zweite, Kopplungselement ein freies, zylinderartiges und dem freien Ende des ersten Kopplungselements zugewandtes Ende, wobei das freie, kolbenartige Ende des einen Kopplungselements zumindest teilweise in das zylinderartige Ende des anderen Kopplungselements entlang der ersten Achse hineinschiebbar ist, wobei das Kopplungselement mit dem kolbenartigen Ende während der Relativverschiebung vorzugsweise durch das Kopplungselement mit dem zylinderartigen Ende geführt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung sind wenigstens eines der beiden Kopplungselemente und die Sperreinrichtung, insbesondere das erste Kopplungselement und die Sperreinrichtung, entlang der ersten Achse zumindest teilweise teleskopstangenartig ineinander schiebbar, insbesondere wenn sich das Sperrelement in der Freigabe-Position befindet, wobei vorzugsweise das erste Kopplungselement entlang der ersten Achse zumindest teilweise in das Sperrelement hineinschiebbar ist.
Insbesondere weist in diesem Fall eines der beiden Kopplungselemente, insbesondere das erste Kopplungselement, ein freies, kolbenartiges Ende auf und das Sperrelement ist vorzugsweise zylinderartig ausgebildet und weist ein offenes, dem freien Ende des ersten Kopplungselements zugewandtes Ende auf und ein gegenüberliegendes geschlossenes Ende, wobei das freie, kolbenartige Ende des Kopplungselements, insbesondere des ersten Kopplungselements, zumindest teilweise in das zylinderartige, offene Ende des Sperrelementes entlang der ersten Achse hineinschiebbar ist.
Ferner kann in diesem Fall das geschlossene Ende des Sperrelements vorzugsweise am anderen Kopplungselement, insbesondere am zweiten Kopplungselement abgestützt werden, insbesondere mithilfe eines Federelements, vorzugsweise mithilfe eines vorgespannten Federelementes.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist eines der Kopplungselemente, insbesondere das erste Kopplungselement, einen ersten Abschnitt, insbesondere einen sich entlang der ersten Achse und/oder der Längsrichtung des zugehörigen Kopplungselementes erstreckenden Abschnitt, mit einer Außen-Längsverzahnung und einen zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitt auf, wobei sich der zweite Abschnitt vorzugsweise, insbesondere ebenfalls, entlang der ersten Achse und/oder der Längsrichtung des zugehörigen Kopplungselementes erstreckt und insbesondere an den ersten Abschnitt angrenzt.
Insbesondere ist ein Außendurchmesser des zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitts des Kopplungselements dabei kleiner als ein Kopfkreisdurchmesser der Außen-Längsverzahnung des ersten Abschnitts des Kopplungselements, wobei insbesondere der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts kleiner oder gleich dem Fußkreisdurchmesser der Außen-Längsverzahnung des ersten Abschnitts ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist das Sperrelement einen sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt mit einer zur Außen-Längsverzahnung des ersten Abschnitts des Kopplungselements korrespondierend ausgebildeten Innen-Längsverzahnung auf, wobei die Innen- Längsverzahnung insbesondere an einer Innenseite des ringförmigen und/oder hülsen- förmigen Abschnitts des Sperrelements angeordnet ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung befindet sich das Sperrelement in der Blockier-Position, wenn das Kopplungselement mit der Außen-Längsverzahnung in axialer Richtung derart relativ zum Sperrelement axial verschoben ist, dass sich die Innen-Längsverzahnung nicht mit der Außen-Längsverzahnung des Kopplungselements im Eingriff befindet, sondern sich die Innen-Längsverzahnung des Sperrelements auf Höhe des zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitts befindet, und wenn das Sperrelement in Umfangsrichtung derart verdreht ist, dass wenigstens ein Zahn, insbesondere sämtliche Zähne, der Außen- Längsverzahnung des ersten Abschnitts des Kopplungselements mit wenigstens einem Zahn, insbesondere mit sämtlichen Zähnen, der Innen-Längsverzahnung des Sperrelements zumindest teilweise in axialer Richtung fluchtet.
Dabei liegen die Stirnseiten der Zähne vorzugsweise aneinander an. Auf diese Weise kann eine auf das Kopplungselement aufgebrachte Druckkraft über die fluchtenden Zähne, insbesondere deren Stirnseiten, axial abgestützt werden und eine Ventilbetätigungsbewegung übertragen werden.
Bei dieser vorbeschriebenen Ausgestaltung ist der definierte Winkelbereich, um den das Sperrelement in Umfangsrichtung um die erste Achse drehbar ist, vorzugsweise wenigstens derart bemessen, dass die Innen-Längsverzahnung des Sperrelementes mit der Außen-Längsverzahnung des Kopplungselements zum Freigeben der Relativverschiebung in Eingriff gebracht werden kann und zum Blockieren der Relativverschiebung derart relativ zur Außen-Längsverzahnung des Kopplungselements angeordnet werden kann, dass wenigstens ein Zahn, insbesondere sämtliche Zähne, der Außen- Längsverzahnung des ersten Abschnitts des Kopplungselements mit wenigstens einem Zahn, insbesondere mit sämtlichen Zähnen, der Innen-Längsverzahnung des Sperrelements zumindest teilweise in axialer Richtung fluchtet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung befindet sich das Sperrelement in der Freigabe-Position befindet, wenn das Sperrelement in Umfangsrichtung derart verdreht ist, dass sämtliche Zähne der Außen- Längsverzahnung des ersten Abschnitts des Kopplungselements zu sämtlichen Zähnen der Innen-Längsverzahnung des Sperrelements derart versetzt angeordnet sind, dass sich die Zähne der Außen-Längsverzahnung des ersten Kopplungselements mit den Zähnen der Innen-Längsverzahnung zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge im Eingriff befinden oder durch eine axiale Relativverschiebung zwischen dem Kopplungselement und dem Sperrelement miteinander in Eingriff gebracht werden können.
Unter„im Eingriff befinden" wird im Sinne der Erfindung dabei die wechselseitige, insbesondere kammartige Anordnung der Zähne einer Außenverzahnung mit der Innenverzahnung verstanden, wobei sich die Zahnflanken sich dabei nicht berühren müssen, d.h. auch mit Spiel dazwischen wechselseitig angeordnet sein können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung ist das Sperrelement um die erste Achse drehbar, wenn das Kopplungselement mit der Außen-Längsverzahnung in axialer Richtung derart relativ zum Sperrelement axial verschoben ist, dass sich die Innen-Längsverzahnung nicht mit der Außen- Längsverzahnung des ersten Kopplungselements im Eingriff befindet, sondern sich auf Höhe des zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitts befindet.
In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, insbesondere zur axialen Führung, wenn das Kopplungselement mit der Außen-Längsverzahnung einen weiteren Abschnitt mit einer Außen-Längsverzahnung aufweist, insbesondere mit identischer Verzahnungsgeometrie zur Außen-Längsverzahnung des ersten Abschnitts, wobei der weitere Abschnitt vorzugsweise angrenzend an den zweiten Abschnitt ohne Verzahnung angrenzend und insbesondere am freien Ende des Kopplungselementes angeordnet ist, insbesondere derart, dass der zweite Abschnitt ohne Verzahnung in axialer Richtung zwischen dem ersten Abschnitt mit Außen-Längsverzahnung und dem weiteren Abschnitt mit Außen- Längsverzahnung angeordnet ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist die Sperreinrichtung wenigstens einen in radialer Richtung zwischen dem inneren Kopplungselement und der Sperreinrichtung, insbesondere zwischen dem inneren Kopplungselement und dem Sperrelement, angeordneten Sperrkeil auf, insbesondere mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Sperrkeile, wobei wenigstens ein Sperrkeil in axialer Richtung in einem Überlappungsbereich angeordnet ist, in welchem sich das erste Kopplungselement und das zweite Kopplungselement in axialer Richtung überlappen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung ist wenigstens einer der Sperrkeile, vorzugsweise sämtliche Sperrkeile, derart in radialer Richtung nach innen verlagerbar und mit dem radial inneren Kopplungselement in Eingriff bringbar, insbesondere mit einer Ausnehmung oder einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut des radial inneren Kopplungselements, dass eine axiale Relativverschiebung entlang der ersten Achse zwischen dem ersten Kopplungselement und dem zweiten Kopplungselement, insbesondere ein teleskopstangenartiges Ineinanderschieben der beiden Kopplungselemente blockiert ist.
Dabei ist vorzugsweise wenigstens ein Sperrkeil entgegen einer Rückstellkraft, insbesondere entgegen einer Rückstellfeder, in radialer Richtung nach innen verlagerbar.
Insbesondere ist wenigstens einer der Sperrkeile, vorzugsweise sämtliche Sperrkeile, jeweils in einer zugehörigen Ausnehmung im radial äußeren Kopplungselement eingesetzt, insbesondere im zweiten Kopplungselement, wobei wenigstens einer der Sperrkeile, vorzugsweise sämtliche Sperrkeile, durch die zugehörige Ausnehmung in axialer Richtung, insbesondere zusätzlich in Umfangsrichtung, geführt sind und/oder festgelegt sind relativ zum radial äußeren Kopplungselement.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist wenigstens einer der Sperrkeile, vorzugsweise sämtliche Sperrkeile, eine in Umfangsrichtung verlaufende, insbesondere an der radial äußeren der Sperreinrichtung zugewandten Seite vom Sperrkeil, als Rampe ausgebildete Führungsfläche auf und die Sperreinrichtung, insbesondere das Sperrelement, vorzugsweise wenigstens ein mit der Führungsfläche zusammenwirkendes Führungselement, das derart mit der Führungsfläche zusammenwirkt, dass insbesondere ein Drehen des Sperrelements in Umfangsrichtung von der Freigabe-Position in die Blockier-Position ein Verlagern des Sperrkeiles radial nach innen bewirkt, so dass der Sperrkeil mit dem radial inneren Kopplungselement in Eingriff gebracht wird und eine axiale Relativverschiebung entlang der ersten Achse zwischen dem ersten Kopplungselement und dem zweiten Kopplungselement blockiert ist.
Als Führungselemente eignen sich insbesondere Vorsprünge und/oder, vorzugsweise in Ausnehmungen und/oder Öffnungen im Sperrelement gelagerte, vom Sperrelement in radialer Richtung gehaltene und auf den Sperrkeilen abrollende Wälzkörper, insbesondere Kugeln. Wälzkörper sind insbesondere zur Verringerung der Reibung vorteilhaft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist die Sperreinrichtung eine in radialer Richtung innerhalb vom Sperrelement angeordnete Spreizhülse auf, wobei die Sperreinrichtung insbesondere derart ausgebil- det ist, dass durch Drehen des Sperrelements in eine erste Richtung um die erste Achse, insbesondere durch Drehen des Sperrelements in Richtung der Blockier-Position, die Spreizhülse in radialer Richtung und/oder in Umfangrichtung zusammendrückbar ist.
Eine Spreizhülse im Sinne der Erfindung ist eine Hülse, welche wenigstens einen sich in ihrer Längsrichtung zumindest über einen Teil ihrer Länge erstreckenden Schlitz aufweist und deren Außendurchmesser insbesondere durch Aufbringen einer in Umfangsrichtung wirkenden Zugkraft und/oder einer radialen Druckkraft verkleinert werden kann gegenüber einem kraftfreien Zustand. Eine Spreizhülse im Sinne der Erfindung weist insbesondere einen sich über ihre gesamte Länge erstreckenden durchgehenden Schlitz oder mehrere, vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete, sich nur über einen Teil ihrer Länge erstreckende Schlitze auf. Eine Spreizhülse im Sinne der Erfindung kann zylindrisch ausgebildet sein oder einen oder mehrere konische Abschnitte aufweisen. Insbesondere kann sich der Außendurchmesser in eine Richtung entlang ihrer Längsachse verringern, insbesondere stetig, abschnittsweise stetig oder unstetig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung ist durch Drehen des Sperrelements in eine zweite Richtung um die erste Achse, insbesondere durch Drehen des Sperrelements in Richtung der Freigabe-Position, die Spreizhülse in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung aufweitbar, insbesondere gegenüber der Blockier-Position.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung sind wenigstens ein Kopplungselement und die Spreizhülse, vorzugsweise das Kopplungselement, an dem die Spreizhülse nicht axial festgelegt ist und die Spreizhülse, insbesondere das erste Kopplungselement und die Spreizhülse, entlang der ersten Achse axial relativ zueinander verschiebbar, insbesondere zumindest teilweise teleskop- stangenartig ineinander schiebbar, wenn die Spreizhülse in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung nicht zusammengedrückt ist. Hingegen ist eine Relativverschiebung zwischen dem anderen Kopplungselement und der Spreizhülse in axialer Richtung entlang der ersten Achse blockiert, wenn die Spreizhülse in radialer Richtung und/oder in Umfangrichtung zumindest teilweise oder vollständig, d.h. sowie wie innerhalb der Kopplungsvorrichtung möglich, zusammengedrückt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist die Spreizhülse, wenn sich das Sperrelement in der Blockier-Position befindet, zumindest teilweise einen Innendurchmesser auf, insbesondere an ihrem, dem in axialer Richtung relativ zur Spreizhülse verschiebbaren Kopplungselement zugewandten freien Ende, welcher kleiner ist, als ein Außendurchmesser des in axialer Richtung relativ zur Spreizhülse verschiebbaren Kopplungselements, insbesondere kleiner als ein Außendurchmesser eines Wellenabsatzes des relativ zur Spreizhülse verschiebbaren Kopplungselements.
Dadurch kann erreicht werden, dass sich die Spreizhülse zum Blockieren der Relativverschiebung mit ihrer Stirnseite an einem Wellenabsatz des relativ zur Spreizhülse verschiebbaren Kopplungselementes abstützen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung weist die Spreizhülse einen sich, insbesondere entlang der ersten Achse, kegelförmig verjüngenden Abschnitt auf, insbesondere einen sich in Richtung des relativ zur Spreizhülse verschiebbaren Kopplungselementes verjüngenden Abschnitt, und das um die erste Achse drehbare Sperrelement vorzugsweise einen korrespondierend zum kegelförmigen Abschnitt der Spreizhülse und mit dem sich verjüngenden Abschnitt der Spreizhülse zusammenwirkenden, hohlkegelförmigen Abschnitt, wobei die Spreizhülse insbesondere mittels eines Gewindes mit dem Sperrelement gekoppelt ist.
Dadurch kann durch Drehen des Sperrelements um die erste Achse eine Relativbewegung in axialer Richtung, d.h. in Richtung der ersten Achse, zwischen dem Sperrelement und der Spreizhülse bewirkt werden und infolgedessen ein Zusammendrücken oder ein Aufweiten der Spreizhülse, je nach Drehrichtung des Sperrelementes.
Vorzugsweise befinden sich die kegelförmigen Abschnitte dabei jeweils außerhalb des Gewindes. Vorzugsweise ist die Spreizhülse ferner an einem der beiden Kopplungselemente axial festgelegt, insbesondere am zweiten Kopplungselement.
Eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung kann zur Anordnung in einer Ventilbetätigungsvorrichtung ausgebildet sein, die wenigstens einen Kipphebel mit wenigstens einem ersten Kipphebelteil als erstes Ventilbetätigungselement und einem zweiten Kipphebelteil als zweites Ventilbetätigungselement aufweist, wobei der erste Kipphebelteil und der zweite Kipphebelteil beide drehbar um eine gemeinsame Drehachse gelagert sind, wobei ein Kopplungselement mit dem ersten Kipphebelteil mechanisch koppelbar, insbesondere verbindbar, ist und das andere Kopplungselement mit dem zweiten Kipphebelteil. Die Kopplungsvorrichtung kann dabei in der Weise ausgebildet sein, dass die Kopplungselemente jeweils beide fest oder jeweils beide schwenkbar am Kipphebel angebunden werden können, wobei wenigstens eine Schwenkachse, vorzugsweise beide Schwenkachsen, parallel zur gemeinsamen Drehachse der beiden Kipphebelteile verläuft.
Eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung kann zur Anordnung in einer Ventilbetätigungsvorrichtung ausgebildet sein, die wenigstens einen Kipphebel, insbesondere einen starren Kipphebel, als erstes Ventilbetätigungselement und eine Stösselstange als zweites Ventilbetätigungselement aufweist, wobei ein Kopplungselement mit der Stösselstange mechanisch koppelbar, insbesondere verbindbar, ist und das andere Kopplungselement mit dem Kipphebel, wobei insbesondere das nockenseitige Kopplungselement mit der Stösselstange verbindbar ist und das ventilseitige Kopplungselement mit dem Kipphebel.
Eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung kann zur Anordnung in einer Ventilbetätigungsvorrichtung ausgebildet sein, die wenigstens einen Kipphebel, insbesondere einen starren Kipphebel, als erstes Ventilbetätigungselement aufweist, wobei ein Kopplungselement mit dem Kipphebel mechanisch koppelbar, insbesondere verbindbar, ist und das andere Kopplungselement mit einem zu betätigenden Ventil, wobei insbesondere das nockenseitige Kopplungselement mit dem Kipphebel verbindbar ist und das ventilseitige Kopplungselement mit dem zu betätigenden Ventil.
Eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung kann zur Anordnung in einer Ventilbetätigungsvorrichtung ausgebildet sein, die wenigstens eine geteilte Stösselstange mit einem ersten Stösselstangenteil als erstem Ventilbetätigungselement und einem zweiten Stös- selstangenteil als zweitem Ventilbetätigungselement aufweist, wobei ein Kopplungselement mit dem ersten Stösselstangenteil mechanisch koppelbar, insbesondere verbindbar, ist und das andere Kopplungselement mit dem zweiten Stösselstangenteil.
Eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung kann zur Anordnung in einer Ventilbetätigungsvorrichtung ausgebildet sein, die wenigstens einen Kipphebel, insbesondere einen starren Kipphebel, als erstes Ventilbetätigungselement und eine Ventilbrücke als zweites Ventilbetätigungselement aufweist, wobei ein Kopplungselement mit dem Kipphebel mechanisch koppelbar, insbesondere verbindbar, ist und das andere Kopplungselement mit der Ventilbrücke. Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungsvorrichtung, insbesondere eine mithilfe eines drehbaren Nockens betätigbare Ventilbetätigungsvorrichtung, wobei die Ventilbetätigungsvorrichtung zur Betätigung wenigstens eines Ventils einer Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Ventilhub ausgebildet ist und eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung aufweist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung weist die Ventilbetätigungsvorrichtung wenigstens einen Kipphebel mit wenigstens einem ersten Kipphebelteil als erstes Ventilbetätigungselement und einem zweiten Kipphebelteil als zweites Ventilbetätigungselement auf, wobei der erste Kipphebelteil und der zweite Kipphebelteil beide drehbar um eine gemeinsame Drehachse gelagert sind, wobei ein Kopplungselement mit dem ersten Kipphebelteil mechanisch gekoppelt insbesondere verbunden ist, und das andere Kopplungselement mit dem zweiten Kipphebelteil.
Dabei ist vorzugsweise das erste Kopplungselement der Kopplungsvorrichtung mit dem nockenseitigen Kipphebelteil verbunden und das zweite Kopplungselement mit dem ven- tilseitigen Kopplungselement. Alternativ kann aber auch das zweite Kopplungselement mit dem nockenseitigen Kipphebelteil verbunden sein und das erste Kopplungselement mit dem ventilseitigen Kopplungselement.
Die Kopplungselemente können jeweils beide fest oder jeweils beide schwenkbar am Kipphebel angebunden werden sein, wobei wenigstens eine Schwenkachse, vorzugsweise beide Schwenkachsen, parallel zur gemeinsamen Drehachse der beiden Kipphebelteile verläuft bzw. verlaufen.
Ein Kipphebelteil im Sinne der Erfindung ist ein Abschnitt eines Ventilhebels, welcher zur Übertragung einer Ventilsteuerungsbewegung von einer Nockenwelle zu einem Ventil einer Hubkolbenmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine, dient.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung weist die Ventilbetätigungsvorrichtung wenigstens einen Kipphebel, insbesondere einen starren Kipphebel, als erstes Ventilbetätigungselement und eine Stosselstange als zweites Ventilbetätigungselement auf, wobei ein Kopplungselement mit der Stosselstange mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, ist und das andere Kopplungselement mit dem Kipphebel, wobei insbesondere das nockenseitige Kopplungselement mit der Stosselstange verbunden ist und das ventilseitige Kopplungselement mit dem Kipphebel. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ventilbetätigungsvorrichtung wenigstens einen Kipphebel, insbesondere einen starren Kipphebel, als erstes Ventilbetätigungselement auf, wobei ein Kopplungselement mit dem Kipphebel mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, ist und das andere Kopplungselement mit einem zu betätigenden Ventil, wobei insbesondere das nockenseitige Kopplungselement mit dem Kipphebel verbunden ist und das ventilseitige Kopplungselement mit dem zu betätigenden Ventil.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung weist die Ventilbetätigungsvorrichtung wenigstens eine geteilte Stös- selstange mit einem ersten Stösselstangenteil als erstem Ventilbetätigungselement und einem zweiten Stösselstangenteil als zweitem Ventilbetätigungselement auf, wobei ein Kopplungselement mit dem ersten Stösselstangenteil mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, ist und das andere Kopplungselement mit dem zweiten Stösselstangenteil.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung weist die Ventilbetätigungsvorrichtung wenigstens einen Kipphebel, insbesondere einen starren Kipphebel, als erstes Ventilbetätigungselement und eine Ventilbrücke als zweites Ventilbetätigungselement auf, wobei ein Kopplungselement mit dem Kipphebel mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, ist und das andere Kopplungselement mit der Ventilbrücke.
Insbesondere ist eine erfindungsgemäße Ventilbetätigungseinrichtung in der Weise ausgebildet, dass die Sperreinrichtung in einem lastfreien Zustand betätigbar ist, wobei die Ventilbetätigungseinrichtung in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zur Einstellung wenigstens eines lastfreien Zustands insbesondere eine Spieleinstellvorrichtung aufweist. Diese ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass wenigstens ein lastfreier Zustand einstellbar ist, insbesondere wenn ein der Ventilbetätigungsvorrichtung zugeordneter Nocken am Grundkreis abrollt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung weist die Ventilbetätigungsvorrichtung eine Kulissenführung zur Betätigung der Sperreinrichtung der Kopplungsvorrichtung auf, wobei mittels der Kulissenführung eine Drehbewegung der Sperreinrichtung, insbesondere des Sperrelementes, um die erste Achse bewirkbar ist, insbesondere von der Freigabe-Position in die Blockier- Position und/oder umgekehrt, wobei vorzugsweise am Sperrelement ein erstes Kulissen- führungselement angeordnet ist, das dazu ausgebildet ist, mit einem zweiten, korrespondierend zum ersten Kulissenführungselement ausgebildeten und insbesondere axial verschiebbaren, gehäuseseitig gelagerten Kulissenführungselement der Kulissenführung zusammenzuwirken.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren, in Form von Unterkombinationen bei einer Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht sein können und eine vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführung darstellen können, sofern diese technisch möglich ist. Manche der genannten Merkmale bzw. Eigenschaften betreffen sowohl eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung als auch eine erfindungsgemäße Ventilbetätigungsvorrichtung sowie eine erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine. Einige dieser Merkmale und Eigenschaften werden nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander im Rahmen technisch möglicher Ausgestaltungen sowohl für eine erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung als auch für eine erfindungsgemäße Ventilbetätigungsvorrichtung sowie für eine erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Figuren wenigstens teilweise schematisch dargestellt sind, näher erläutert. Dabei sind Bauteile mit gleicher Funktion mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen teilweise schematisch:
Fig. 1 a ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung im Längsschnitt,
Fig. 1 b die Kopplungsvorrichtung aus Fig. 1 a in Explosionsdarstellung,
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung in Prinzipdarstellung mit der Kopplungsvorrichtung aus den Fig. 1 a und 1 b, einen Ausschnitt der Ventilbetätigungsvorrichtung aus Fig. 2 im Bereich der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung im Querschnitt, ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung im Längsschnitt, die Kopplungsvorrichtung aus Fig. 4a in Querschnitt im Bereich des Sperrelementes in perspektivischer Darstellung, die Kopplungsvorrichtung aus den Fig. 4a und 4b in Explosionsdarstellung, einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung mit der Kopplungsvorrichtung aus den Fig. 4a bis 4c in Seitenansicht ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung im Längsschnitt, die Kopplungsvorrichtung aus Fig. 6a in Explosionsdarstellung, einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungseinrichtung im Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung im Bereich der Kopplungsvorrichtung, einzelne Teile der Kopplungsvorrichtung aus Fig. 7a in Explosionsdarstellung, einen Ausschnitt der Ventilbetätigungsvorrichtung aus Fig. 7a in Seitenansicht, ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung mit einem fünften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung in Prinzipdarstellung, ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung mit einem sechsten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung in Prinzipdarstellung, Fig. 10 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung mit einem siebten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung in Prinzipdarstellung,
Fig. 1 1 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung mit einem achten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung in Prinzipdarstellung,
Fig. 12 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zwei erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtungen mit jeweils einer gemäß den Fig. 1 a, 1 b und 2 ausgebildeten erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung und
Fig. 13 den Ausschnitt aus Fig. 12 in Ansicht von schräg oben zusätzlich mit einer
Kulissenführung zur Betätigung der Sperreinrichtungen der Kopplungsvorrichtungen.
Fig. 1 a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, in diesem Fall teleskopstangenartig ausgebildeten Kopplungsvorrichtung 10 im Längsschnitt, wobei die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 10 zur Anordnung in einer hier nicht dargestellten Ventilbetätigungsvorrichtung ausgebildet ist, insbesondere zur Anordnung in einer mithilfe eines drehbaren Nockens betätigbaren Ventilbetätigungsvorrichtung zur Betätigung wenigstens eines Ventils in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit veränderlichen Ventilhub mit wenigstens einem ersten Ventilbetätigungselement und insbesondere einem zweiten Ventilbetätigungselement.
Die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 10 weist ein erstes Kopplungselement 11 sowie ein zweites Kopplungselement 12 auf, wobei das erste Kopplungselement 1 1 und das zweite Kopplungselement 12 grundsätzlich bis zu den jeweils vorhandenen (End- Anschlägen, d.h. zumindest innerhalb definierter Grenzen, teleskopstangenartig relativ zueinander in axialer Richtung entlang einer ersten Achse A verschiebbar sind, welche bei diesem Ausführungsbeispiel mit der Längsachse der Kopplungsvorrichtung 10 zusammenfällt.
Dazu ist das erste Kopplungselement 11 zumindest teilweise kolbenartig ausgebildet und weist insbesondere ein kolbenartig ausgebildetes freies Ende auf, und das zweite Kopplungselement 12 ist zumindest teilweise zylinderartig ausgebildet und weist insbesondere ein zylinderartig ausgebildetes freies Ende auf. In diesem Fall weisen sowohl das erste Kolbenelement 1 1 als auch das zylinderartig ausgebildete zweite Kolbenelement 12 jeweils einen kreisrunden bzw. hohlzylindrischen Querschnitt auf.
Die Kopplungsvorrichtung 10 weist ferner eine Sperreinrichtung 13 mit einem hülsenför- migen Sperrelement 13B und einem sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Zapfen 13A auf, welcher zum Betätigen des Sperrelements 13B mittels einer Kulissenführung dient. Der Zapfen 13A bildet dabei ein erstes Kulissenführungselement, welches dazu ausgebildet ist, mit einem zweiten, hier nicht dargestellten und korrespondierend zum Zapfen 13A ausgebildeten Kulissenführungselement einer Kulissenführung, die außerhalb der Kopplungsvorrichtung 10 angeordnet ist, zusammenzuwirken.
Die Sperreinrichtung 13 ist dabei dazu ausgebildet, die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente 11 und 12 zueinander entlang der ersten Achse A wahlweise zu blockieren oder freizugeben. Dazu ist das Sperrelement 13B zumindest in einem definierten Bereich in Umfangsrichtung um die erste Achse A herum drehbar, wobei die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente 11 und 12 entlang der ersten Achse A blockiert ist, wie in Fig. 1 a gezeigt, wenn sich das Sperrelement 13B in einer Blockier- Position befindet. Entsprechend ist die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente 1 1 und 12 entlang der ersten Achse A freigegeben, wenn sich das Sperrelement 13B in einer Freigabe-Position befindet, wobei das Sperrelement 13B zwischen der Freigabe-Position und der Blockier-Position um die erste Achse A herum drehbar ist.
Zum Blockieren der axialen Relativverschiebung muss das Sperrelement 13B in eine erste Richtung um die erste Achse A gedreht werden bis in eine Blockier-Position und zum Freigeben in eine zweite, entgegengesetzte Richtung, insbesondere bis in eine Freigabe-Position. Die Sperreinrichtung 13 weist ein Druckstück 15 in Form einer federvorgespannten Kugel auf, welche das Sperrelement 13B in den Endpositionen, d.h. in der Blockier-Position und in der Freigabe-Position, hält.
Vorzugsweise ist die erste Achse A in einem definierten Winkelbereich in Bezug zu einer Hubrichtung der betätigten Ventile 101 der Hubkolbenmaschine angeordnet. Je nach Betriebsstellung der Kipphebelteile 102A, 102B und einer Schaltstellung der Kopplungselemente 1 1 , 12 definiert der Winkelbereich einen Winkel zwischen etwa 60° und 120°, bevorzugt zwischen etwa 75° und 105°, weiter bevorzugt einen Winkel um etwa 90°. Alternativ definiert der Winkelbereich einen Winkel zwischen etwa 20° und 80°, bevorzugt zwischen etwa 35° und 65°, weiter bevorzugt einen Winkel um etwa 50°. Alternativ defi- niert der Winkelbereich einen Winkel zwischen etwa 100° und 160°, bevorzugt zwischen etwa 1 15° und 145°, weiter bevorzugt einen Winkel um etwa 130°. Mit anderen Worten verläuft die erste Achse A zu einer Hubrichtung der betätigten Ventile 101 unter einem Winkel in zumindest einem der vorgehend genannten Winkelbereiche.
Die Sperreinrichtung 13, insbesondere das hülsenförmige Sperrelement 13B ist derart angeordnet, dass es sowohl das erste Kopplungselement 11 als auch das zweite Kopplungselement 12 zumindest teilweise überlappt, wobei die Sperreinrichtung 13, insbesondere das Sperrelement 13B, mithilfe eines Sicherungsrings 14 aus Federstahl, der in einer Nut am Sperrelement 13B geführt ist, in axialer Richtung am zweiten Kopplungselement 12 festgelegt ist.
Die Sperreinrichtung 13, insbesondere das Sperrelement 13B, umgreift bei diesem Ausführungsbeispiel dabei das erste Kopplungselement 1 1 und das zweite Kopplungselement 12 jeweils vollständig, d.h. das Sperrelement 13B ist bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 10 in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet. Vorzugsweise, wie in Fig. 1 a dargestellt und insbesondere in Fig. 1 b erkennbar, umgreift das Sperrelement 13B das erste Kopplungselement 1 1 und/oder das zweite Kopplungselement 12 an einer jeweiligen Außenfläche des ersten Kopplungselements 1 1 und/oder des zweiten Kopplungselements 12. Mit anderen Worten erstreckt sich das Sperrelement 13B im dargestellten Ausführungsbeispiel rund um die jeweilige Außenfläche des ersten Kopplungselements 1 1 und/oder des zweiten Kopplungselements 12.
Um die Blockierung zu bewirken und wieder freigeben zu können, weist das erste Kopplungselement 11 der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung aus Fig. 1 a, wie anhand von Fig. 1 b, welche eine Explosionsdarstellung der Kopplungsvorrichtung 10 aus Fig. 1 a zeigt, gut erkennbar ist, einen ersten, sich in Längsrichtung des Kopplungselementes 1 1 erstreckenden Abschnitt 16 mit einer Außen-Längsverzahnung sowie einen zweiten, sich ebenfalls in Längsrichtung des ersten Kopplungselementes 1 1 erstreckenden und unmittelbar an den ersten Abschnitt 16 angrenzenden Abschnitt 18 ohne Verzahnung auf. Ferner ist ein weiterer, an den zweiten Abschnitt 18 angrenzender dritter Abschnitt 19 vorgesehen, welcher sich ebenfalls in Längsrichtung des ersten Kopplungselementes 1 1 erstreckt und ebenfalls eine Außen-Längsverzahnung aufweist
Die Sperreinrichtung 13, insbesondere das hülsenförmige Sperrelement 13B, weist über einen Teil seiner Länge in axialer Richtung eine korrespondierend zur Verzahnungsge- ometrie des ersten Abschnitts 16 und des dritten Abschnitts 19 ausgebildete Innen- Längsverzahnung 17 auf, wobei sich die Innen-Längsverzahnung 17 lediglich in axialer Richtung über einen Bereich mit einer Länge erstreckt, welcher höchstens der Breite des zweiten Abschnitts 18 ohne Verzahnung entspricht, so dass das Sperrelement 13B um die erste Achse drehbar ist, wenn das Kopplungselement 1 1 mit der Außen- Längsverzahnung in axialer Richtung derart relativ zum Sperrelement 13B axial verschoben ist, dass sich die Innen-Längsverzahnung 17 des Sperrelementes 13B nicht mit der Außen-Längsverzahnung des ersten Kopplungselements 11 im Eingriff befindet, sondern sich auf Höhe des zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitts 18 befindet, d.h. zwischen den Abschnitten 16 und 19.
Dabei ist ein Außendurchmesser des zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitts 18 des ersten Kopplungselements 1 1 bei dieser Kopplungsvorrichtung 10 kleiner als ein Kopfkreisdurchmesser der Außen-Längsverzahnung des ersten Abschnitts 16 des ersten Kopplungselements 1 1 , wobei insbesondere der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts 18 kleiner oder gleich dem Fußkreisdurchmesser der Außen- Längsverzahnung des ersten Abschnitts 16 ist.
Die Außen-Längsverzahnung des dritten Abschnitts 19 dient zur Verbesserung der Führung des ersten Kopplungselements 1 1 im Sperrelement 13B und/oder im zweiten Kopplungselement 12, wobei die Verzahnungsgeometrie der Außen-Längsverzahnung des dritten Abschnitts 19 identisch zur Verzahnungsgeometrie der Außen-Längsverzahnung des ersten Abschnitts 18 ausgebildet ist.
Der dritte Abschnitt 19 ist bei diesem Ausführungsbeispiel dabei unmittelbar angrenzend an den zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitt 18 und am freien Ende des ersten Kopplungselements 1 1 angeordnet, wobei die einzelnen Zähne des dritten Abschnitts 19 fluchtend mit den Zähnen der Außen-Längsverzahnung im ersten Abschnitt 16 angeordnet sind.
Das Sperrelement 13B befindet sich dabei in der Blockier-Position, wenn das Kopplungselement 11 mit der Außen-Längsverzahnung in axialer Richtung derart relativ zum Sperrelement 13B axial verschoben ist, dass sich die Innen-Längsverzahnung 17 nicht mit der Außen-Längsverzahnung 16 des Kopplungselementes in Eingriff befindet, sondern sich die Innen-Längsverzahnung17 des Sperrelements 13B in axialer Richtung auf Höhe des zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitts 18 befindet, und wenn das Sperrelement 13B in Umfangsrichtung derart verdreht ist, d.h. derart um die erste Achse A verdreht ist, dass wenigstens ein Zahn, insbesondere sämtliche Zähne, der Au- ßen-Längsverzahnung des ersten Abschnittes 16 des Kopplungselementes 1 1 mit wenigstens einem Zahn, insbesondere mit sämtlichen Zähnen, der Innen-Längsverzahnung des Sperrelements 13B zumindest teilweise in axialer Richtung fluchtet, insbesondere in der Weise, dass ihre Stirnseiten aneinanderliegen.
Entsprechend befindet sich das Sperrelement 13B in der Freigabe-Position, wenn das Sperrelement 13B in Umfangsrichtung so verdreht ist, dass sämtliche Zähne der Außen- Längsverzahnung des ersten Abschnitts des Kopplungselementes zu sämtlichen Zähnen der Innen-Längsverzahnung des Sperrelementes 13B derart versetzt angeordnet sind, dass sich die Zähne der Außen-Längsverzahnung des ersten Kopplungselementes mit den Zähnen der Innen-Längsverzahnung zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge im Eingriff befinden oder durch eine axiale Relativverschiebung zwischen dem Kopplungselement 1 1 und dem Sperrelement 13B miteinander in Eingriff gebracht werden können, wobei sich die einzelnen Zahnflanken der aneinander angrenzenden Zähne von dem Kopplungselement 1 1 und dem Sperrelement 13B dabei nicht zwingend berühren müssen, wenn sie miteinander im Eingriff sind, ein„miteinander kämmen" ist bereits ausreichend.
Die in den Fig. 1 a und 1 b dargestellte Kopplungsvorrichtung 10 ist dabei insbesondere mit einem geteilten Kipphebel 102 mit zwei um eine gemeinsame Drehachse 103 drehbaren Kipphebelteilen einer Ventilbetätigungsvorrichtung verbindbar, siehe Fig. 2 und 3, wobei das erste Kopplungselement 1 1 schwenkbar mit einem ersten Ventilbetätigungselement in Form eines ersten Kipphebelteils 102B verbindbar ist und das zweite Kopplungselement 12 schwenkbar mit einem zweiten Kipphebelteil 102A.
Mittels einer derartigen, erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 10 kann auf einfache Art und Weise, eine in den ersten Kipphebelteil 102B eingeleitete, insbesondere mithilfe eines Nockens 104 erzeugte, Ventilbetätigungsbewegung vom ersten Kipphebelteil 102B auf den zweiten Kipphebelteil 102A und von dort weiter zum Ventil 101 übertragen werden und ein Ventilhub bewirkt werden oder eine in den ersten Kipphebelteil 102B eingeleitete Ventilbetätigungsbewegung mittels der Kopplungseinrichtung 10 dissipiert oder ins Leere geführt werden.
Dabei wird die Ventilbetätigungsbewegung dissipiert oder ins Leere geführt, wenn sich das Sperrelement 13B in der Freigabe-Position befindet, so dass das erste Kopplungselement 1 1 ungehindert in den zylinderartigen Abschnitt des zweiten Kopplungselements 12 eintauchen kann, ohne dass die Ventilbetätigungsbewegung auf das zweite Kopplungselement 12 übertragen wird.
Hingegen erfolgt eine Übertragung der Ventilbetätigungsbewegung, wenn sich das Sperrelement 13B in der Blockier-Position befindet und eine axiale Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente 1 1 und 12 zueinander blockiert ist.
Auf diese Weise kann sehr einfach und insbesondere mechanisch wahlweise ein erster definierter Ventilhub und insbesondere ein zweiter, definierter Ventilhub in Form eines Null-Hubs mit den daraus resultierenden Vorteilen eingestellt werden.
Fig. 2 zeigt in Prinzipdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung 100, wobei diese Ventilbetätigungsvorrichtung 100 einen geteilten Kipphebel 102 aufweist, der einen ersten, nockenseitigen Kipphebelteil 102B sowie einen zweiten, ventilseitigen Kipphebelteil 102A aufweist. Der nockenseitige Kipphebelteil 102B und der ventilseitige Kipphebelteil 102A des Kipphebel 102 sind dabei jeweils um eine gemeinsame Drehachse 103 drehbar gelagert und mittels der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 10 aus den Fig. 1 a und 1 b, welche hier nur angedeutet ist, derart miteinander gekoppelt, dass mittels der Kopplungsvorrichtung 10 eine von einem um eine Drehachse 105 drehbaren Nocken 104 erzeugte Ventilbetätigungsbewegung mithilfe einer Stösselstange 106 auf den nockenseitigen Kipphebelteil 102B übertragbar ist und von dort in Abhängigkeit vom Zustand der Kopplungseinrichtung 10 entweder auf den ventilseitigen Kipphebelteil 102A weiter übertragen werden kann und damit auf ein zu betätigendes Ventil 101 oder in der Kopplungsvorrichtung 10 dissipiert werden kann, insbesondere durch Ineinanderschieben der Kopplungselemente 1 1 und 12 der Kopplungsvorrichtung 10.
Fig. 3 zeigt zum besseren Verständnis von Fig. 2 einen Ausschnitt der Ventilbetätigungsvorrichtung aus Fig. 2 im Bereich der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung im Querschnitt. In dieser Darstellung ist insbesondere die durch die Bolzen nur angedeutete schwenkbare Anbindung der Kopplungselemente 11 und 12 an den Kipphebelteilen 102A und 102B erkennbar. Vorzugsweise erfolgt diese schwenkbare Anbindung über jeweils ein Gelenk 28; 29. In diesem Fall ist die Anbindung jeweils gelenkig. Ein erstes Gelenk 28 verbindet vorzugsweise den nockenseitigen Kipphebelteil 102B mit dem ersten Kopplungselement 1 1. Ein zweites Gelenk 29 verbindet den ventilseitigen Kipphebelteil 102A vorzugsweise mit dem zweiten Kopplungselement 12. Die Gelenke 28, 29 sind dabei beispielhaft durch Ausnehmungen in den Kopplungselementen 11 , 12 gebildet, mit denen sie um diese ausfüllende Bolzenelemente der Kipphebelteile 102A, 102B drehbar gelagert sind, wie durch die unterschiedlichen Schraffuren in Fig. 3 erkennbar ist. Auch andere Ausführungsformen der Gelenke 28, 29 sind möglich.
In den Fig. 4a bis 4c und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 20 dargestellt, wobei diese Kopplungsvorrichtung 20 einen anders ausgebildeten Sperrmechanismus aufweist, insbesondere eine anders ausgebildete Sperreinrichtung 23, sowie entsprechend anders ausgebildete Kopplungselemente 21 und 22 als das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 10.
Die Sperreinrichtung 23 der Kopplungsvorrichtung 20 weist mehrere, zwischen dem in radialer Richtung weiter innen liegenden Kopplungselement 21 und der Sperreinrichtung 23, insbesondere zwischen dem inneren Kopplungselement 21 und dem Sperrelement 23B, angeordnete Sperrkeile 24 auf, wobei sämtliche Sperrkeile 24 in axialer Richtung in einem Überlappungsbereich angeordnet sind, in welchem sich das erste Kopplungselement 21 und das zweite Kopplungselement 22 in axialer Richtung überlappen.
Wie anhand von Fig. 4b, gut erkennbar ist, sind dabei sämtliche Sperrkeile 24 in radialer Richtung zumindest teilweise nach innen verlagerbar und können dabei mit dem radial inneren Kopplungselement 21 in der Weise in Eingriff gebracht werden, dass eine axiale Relativverschiebung entlang der ersten Achse A zwischen dem ersten Kopplungselement 21 und dem zweiten Kopplungselement, 22, insbesondere ein teleskopstangenarti- ges Ineinanderschieben der beiden Kopplungselemente 21 und 22, blockiert ist.
Dazu sind die Sperrkeile 24 wie anhand von Fig. 4c gut erkennbar ist, jeweils in Ausnehmungen 27 des zweiten Kopplungselementes 22 eingesetzt, und zwar im Bereich einer im ersten Kopplungselement 21 umlaufenden Nut 26.
Die Ausnehmungen 27, in welche die Sperrkeile 24 eingesetzt sind, dienen neben der axialen Festlegung und Führung der Sperrkeile 24 dabei zusätzlich zur Festlegung der Sperrkeile 24 in Umfangsrichtung.
Sämtliche Sperrkeile 24 weisen eine in Umfangsrichtung verlaufende, jeweils an der radial äußeren, dem Sperrelement 23B zugewandten Seite vom Sperrkeil, als Rampe ausgebildete Führungsfläche auf und die Sperreinrichtung 23 mehrere jeweils mit den einzelnen Führungsflächen der Sperrkeile 24 zusammenwirkende Führungselemente, in diesem Fall Kugeln 25, welche mit den Rampenflächen der Sperrkeile 24 zusammenwirken.
Die Kugeln 25, die vom Sperrelement 23B gehalten werden, wirken dabei in der Weise mit den Rampenflächen der Sperrkeile zusammen, dass ein Drehen des Sperrelementes 23B in Umfangsrichtung von der Freigabe-Position in die Blockier-Position ein Verlagern der Sperrkeile 24 radial nach innen bewirkt, sodass die Sperrkeile 24 mit dem radial inneren Kopplungselement 21 in Eingriff gebracht werden können, insbesondere mit der Nut 26, und eine axiale Relativverschiebung entlang der ersten Achse A zwischen den beiden Kopplungselementen 21 und 22 blockiert ist.
Entsprechend bewirkt das Verdrehen des Sperrelements 23B von der Blockier-Position in die Freigabe-Position, dass die Sperrkeile 24 wieder radial nach außen bewegt werden und die axiale Relativverschiebung, insbesondere das Ineinanderschieben der Kopplungselemente 21 und 23 möglich wird.
Wenngleich dies in den Fig. 4a bis 4c nicht erkennbar dargestellt ist, können die Sperrkeile 24 vorzugsweise entgegen einer Rückstellkraft, insbesondere jeweils entgegen einer Rückstellfeder, in radialer Richtung nach innen verlagert werden, um mit dem ersten Kopplungselement 21 in Eingriff gebracht werden, und entsprechend mit Hilfe der Rückstellkraft wieder zurück radial nach außen für ein zuverlässigeres Freigeben der Relativverschiebung bewegt werden.
Alternativ oder zusätzlich zu den Kugeln 25 können auch andere Führungselemente eingesetzt werden, insbesondere keilförmige Führungselemente. Allerdings haben die bei diesem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 20 verwendeten Kugeln 25 den Vorteil, dass sie sich vorteilhaft auf die Reibung auswirken und insbesondere reibungsverringernd wirken.
Die anhand der Fig. 4a bis 4c beschriebene, erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 20 ist in diesem Fall ebenfalls, wie die zuvor beschriebene Kopplungsvorrichtung 10, zur schwenkbaren Anbindung der Kopplungselemente 21 und 22 an Kipphebelteilen 202A und 202B einer Ventilbetätigungsvorrichtung ausgebildet, wobei das zweite Kopplungselement 22 insbesondere zur Anbindung am nockenseitigen Kipphebelteil 202B ausgebildet ist und das erste Kopplungselement 21 zur Anbindung am ventilseitigen Kipphebel teil 202A, siehe Fig. 5. Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung 200 mit der Kopplungsvorrichtung 20 aus den Fig. 4a bis 4c in Seitenansicht.
Die in Fig. 5 gezeigte Ventilbetätigungsvorrichtung 200, unterscheidet sich dabei von der zuvor beschriebenen Ventilbetätigungsvorrichtung 100, dass der nockenseitigen Kipphebelteil 202B nicht über eine Stosselstange mit dem Nocken 204 mechanisch gekoppelt ist, sondern unmittelbar. Ansonsten ist das Funktionsprinzip dasselbe, wie bei der zuvor beschriebenen Ventilbetätigungsvorrichtung 100.
Die Fig. 6a und 6b zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 30, ebenfalls im blockierten Zustand, wobei diese Kopplungsvorrichtung 30 sich ebenfalls im Sperrmechanismus und der Ausgestaltung der Kopplungselemente 31 und 32 von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen an erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 10 und 20 unterscheidet.
Diese Sperreinrichtung 33 weist eine in radialer Richtung innerhalb vom Sperrelement 33B angeordnete Spreizhülse 34 auf, wobei die Sperreinrichtung 33 in der Weise ausgebildet ist, dass durch Drehen des Sperrelementes 33B in eine erste Richtung um die erste Achse A, insbesondere durch Drehen des Sperrelementes 33 in Richtung der Blo- ckier-Position, die Spreizhülse 34 in radialer Richtung und/oder in Umfangrichtung zusammengedrückt werden kann. Dazu weist die Spreizhülse 34 in diesem Fall mehrere, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte und sich über einen Teil ihrer Länge in Längsrichtung erstreckende schmale Schlitze auf.
Durch Drehen des Sperrelementes 33 in eine zweite Richtung um die erste Achse A, insbesondere durch Drehen des Sperrelementes 33B in Richtung der Freigabe-Position, ist die Spreizhülse in radialer Richtung und/oder in Umfang Richtung aufweitbar.
Das erste Kopplungselement 31 und die Spreizhülse 34 sind in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar, insbesondere teleskopstangenartig ineinander schiebbar, wenn die Spreizhülse in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung nicht zusammengedrückt ist.
Eine Relativverschiebung in axialer Richtung zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und der Spreizhülse 34 ist hingegen blockiert, wenn die Spreizhülse 34 in radialer Richtung und/oder in Umfangrichtung zusammengedrückt ist, insbesondere vollständig, wo- bei in diesem Fall das freie Ende der Spreizhülse 34, insbesondere dessen Stirnseite, gegen den Wellenabsatz 38 des ersten Kopplung Elementes anschlägt und somit ein axiales Ineinanderschieben verhindert. Die Spreizhülse 34 ist am zweiten Kopplungselement 32 in axialer Richtung festgelegt und das erste Kopplungselement 31 ist tele- skopstangenartig in die Spreizhülse 34 zumindest teilweise hineinschiebbar.
Für eine gute Führung des ersten Kopplungselements 31 innerhalb der Spreizhülse 34 ist in diesem Fall, im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, das erste Kopplungselement 31 an seinem freien Ende hohizylinderformige ausgebildet bzw. weist an seinem freien Ende ein Führungszylinder 39A auf. Das zweite Kopplungselement 32 weist einen entsprechenden, auf den Innendurchmesser des Führungszylinders 39A abgestimmten, kolbenartig ausgebildeten Führungsstift 39B auf, der zumindest teilweise in den Führungszylinder 39A hineinschiebbar ist.
Um sicherzustellen, dass in der Blockier-Position stets die axiale Relativverschiebung zwischen dem ersten Kopplungselement 31 und der Spreizhülse 34, blockiert ist, wenn die Spreizhülse 34 zusammengedrückt ist, weist die Spreizhülse 34 im zusammengedrückten Zustand zumindest teilweise einen Innendurchmesser auf, insbesondere in ihrem dem ersten Kopplungselement 31 zugewandten freien Ende, welcher kleiner ist, als ein Außendurchmesser des in Reihe axialer Richtung relativ zur Spreizhülse 94 verschiebbaren Elements 31 , insbesondere kleiner als ein Außendurchmesser eines Wellenabsatzes 38 des ersten Kopplungselementes 31.
Zum Bewirken der Blockierung bzw. zum Freigeben der Blockierung weist die Spreizhülse 34 einen sich entlang der ersten Achse in Richtung des Kopplungselements 31 kegelförmig verjüngenden Abschnitt 36 auf und das um die erste Achse drehbare Sperrelement 33B einen korrespondierend zum kegelförmigen Abschnitt der Spreizhülse 34 und mit dem sich verjüngenden Abschnitt der Spreizhülse 34 zusammenwirkenden, hohlkegelförmigen Abschnitt 37.
Bei dieser Kopplungsvorrichtung 30 ist die Spreizhülse 34 mittels eines Gewindes mit dem Sperrelement 33B gekoppelt, wodurch auf einfache Art und Weise mittels einer Drehbewegung des Sperrelementes 33B eine Relativbewegung in axialer Richtung, d. h. in Richtung ersten Achse A, zwischen dem Sperrelement 33B und der Spreizhülse 34 bewirkt werden kann, welche zur Folge hat, dass die Spreizhülse zusammengedrückt wird und eine axiale relativ Verschiebung blockiert wird oder die Sperrhülse 34 aufgeweitet wird und eine axiale Relativverschiebung freigegeben wird. Fig. 7a bis 7c zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 40 oder Teile davon in verschiedenen Ansichten, wobei Fig. 7a einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungseinrichtung 300 im Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 40 im Bereich der Kopplungsvorrichtung 40 zeigt. Fig. 7b zeigt einzelne Teile der Kopplungsvorrichtung aus Fig. 7a in Explosionsdarstellung und Fig. 7c einen Ausschnitt der Ventilbetätigungsvorrichtung aus Fig. 7a in Seitenansicht.
Der Sperrmechanismus dieser Kopplungsvorrichtung 40 funktioniert vom Prinzip her wie der Sperrmechanismus der Kopplungsvorrichtung 10 aus den Fig. 1 a, 1 b und 2. Das erste Kopplungselement 41 und das Sperrelement 43B weisen jeweils entsprechende Abschnitte 46, 47, 48 mit einer entsprechenden Verzahnung auf. Dabei entspricht Abschnitt 46 dem Abschnitt 16 aus Fig. 1 b und weist eine entsprechend ausgebildete Au- ßen-Längsverzahnung auf. Abschnitt 47 entspricht Abschnitt 17 aus Fig. 1 b und ist ohne Verzahnung ausgebildet. Abschnitt 48 entspricht Abschnitt 18 aus Fig. 1 b und weist eine entsprechend ausgebildete Innen-Längsverzahnung auf.
Ein Unterschied zu der Kopplungsvorrichtung aus den Fig. 1 a, 1 b und 2 ist jedoch, dass die beiden Kopplungselemente 41 und 42 bei dieser Kopplungsvorrichtung 40 jeweils fest, d.h. starr an den zugehörigen Kipphebelteilen 302B und 302A befestigt sind und nicht schwenkbar, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Im Unterschied zu der Kopplungsvorrichtung 10 ist das Sperrelement 43B ferner nicht am zweiten Kopplungselement 42 mittels eines Sicherungsringes festgelegt, sondern kann lediglich mittels eines Federelementes 49 axial gegen dieses verspannt werden, wenn sich das Sperrelement 43B in der Freigabe-Position befindet.
Dazu ist das Sperrelement 43B zylinderförmig ausgebildet. Für eine verbesserte Führung durch das zweite Kopplungselement 42 ist der Zylinderboden des Sperrelementes 43B nach innen gewölbt und das freie Ende des zweiten Kopplungselementes 42 korrespondierend konvex gewölbt ausgebildet.
In der Blockier-Position folgt das Sperrelement 43B hingegen der Bewegung des fest mit dem nockenseitigen Kipphebelteil 302B verbundenen Kopplungselements 41 und liegt nicht zwingend am zweiten Kopplungselement 42 an. Diese Ausgestaltung der Kopplungsvorrichtung 40 hat den Vorteil, dass die Einstellung eines Ventilbetätigungsspiels möglich ist, dass sich also eine Spieleinstellvorrichtung realisieren lässt, nämlich durch Wahl eines Federelementes mit einer anderen Länge, einer anderen Federsteifigkeit und/oder über die Verstellung der Anordnung des zweiten Kopplungselementes 42, insbesondere durch Verändern der Einschraubtiefe des zweiten Kopplungselements 42, welches dazu mittels eines Gewindes 44 in den zugehörigen Kipphebelteil 302A eingeschraubt ist. Das mittels Gewinde 44 in seiner Position im Kipphebelteil 302A variier- bzw. veränderbare Kopplungselement 42 stellt damit ein Beispiel einer Spieleinstellvorrichtung dar. Anstatt dessen bzw. zusätzlich kann die Spieleinstellvorrichtung auch mit einer der vorstehend genannten Varianten umgesetzt werden.
Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung 400 mit einem fünften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 50 in Prinzipdarstellung, wobei diese Ventilbetätigungsvorrichtung 400 im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ventilbetätigungsvorrichtungen 100, 200 und 300 einen starren Kipphebel 402 aufweist und die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 50 zwischen der Stösselstange 406 und dem Kipphebel 402 angeordnet ist. Dabei ist eines der Kopplungselemente der Kopplungsvorrichtung 50 mit der Stösselstange 406 mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, und das andere Kopplungselement mit dem Ventilhebel 402. Dementsprechend unterscheidet sich die Kopplungsvorrichtung 50 von den zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtungen 10, 20, 30 oder 40 in der Ausgestaltung ihrer Anbindung. Hinsichtlich ihrer Funktionsweise ist die Kopplungsvorrichtung 50 dabei gemäß einer der zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtungen 10, 20, 30 oder 40 ausgebildet.
Fig. 9 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel 500 einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung mit einem sechsten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 60 in Prinzipdarstellung, wobei diese Ventilbetätigungsvorrichtung 500 im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ventilbetätigungsvorrichtungen 100, 200, 300 und 400 einen starren Kipphebel 402 aufweist und die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 60 zwischen dem Kipphebel 502 und einem zu betätigenden Ventil 501 angeordnet ist. Dabei ist eines der Kopplungselemente der Kopplungsvorrichtung 60 mit dem Ventilhebel 502 mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, und das andere Kopplungselement mit dem Ventil 501. Dementsprechend unterscheidet sich die Kopplungsvorrichtung 60 von den zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtungen 10, 20, 30, 40 und 50 in der Ausgestaltung ihrer Anbindung. Hinsichtlich ihrer Funktionsweise ist die Kopplungsvorrichtung 60 dabei gemäß einer der zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtungen 10, 20, 30 oder 40 ausgebildet.
Fig. 10 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung 600 mit einem siebten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 70 in Prinzipdarstellung, wobei diese Ventilbetätigungsvorrichtung 600 im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ventilbetätigungsvorrichtungen 100, 200, 300, 400 und 500 eine zweiteilige Stösselstange 606 aufweist und die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 70 zwischen einem ersten Stösselstangenteil 606A und einem zweiten Stösselstangenteil 606B angeordnet ist. Dabei ist eines der Kopplungselemente der Kopplungsvorrichtung 50 mit dem ersten Stösselstangenteil 606A mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, und das andere Kopplungselement mit dem zweiten Stösselstangenteil 606B. Dementsprechend unterscheidet sich die Kopplungsvorrichtung 70 von den zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtungen 10, 20, 30, 40, 50 und 60 in der Ausgestaltung ihrer Anbindung. Hinsichtlich ihrer Funktionsweise ist die Kopplungsvorrichtung 70 dabei gemäß einer der zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtungen 10, 20, 30 oder 40 ausgebildet.
Fig. 1 1 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung 700 mit einem achten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 80 in Prinzipdarstellung, wobei diese Ventilbetätigungsvorrichtung 700 im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ventilbetätigungsvorrichtungen 100, 200, 300, 400, 500 und 600 einen starren Kipphebel 702 und eine mit zwei Ventilen 701 mechanisch gekoppelte Ventilbrücke 707 aufweist und die erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung 80 zwischen dem Kipphebel 702 und der Ventilbrücke 707 angeordnet ist. Dabei ist eines der Kopplungselemente der Kopplungsvorrichtung 80 mit dem Kipphebel 702 mechanisch gekoppelt ist, insbesondere verbunden, und das andere Kopplungselement mit der Ventilbrücke 707. Dementsprechend unterscheidet sich die Kopplungsvorrichtung 80 von den zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtungen 10, 20, 30, 40, 50, 60 und 70 in der Ausgestaltung ihrer Anbindung. Hinsichtlich ihrer Funktionsweise ist die Kopplungsvorrichtung 80 dabei gemäß einer der zuvor beschriebenen Kopplungsvorrichtungen 10, 20, 30 oder 40 ausgebildet.
Fig. 12 zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zwei erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtungen mit jeweils einer gemäß den Fig. 1 a, 1 b und 2 ausgebildeten erfindungsgemäßen Kopplungsvorrichtung 10, 10' in Draufsicht, wobei die Kopplungsvorrichtung 10 im freigegebenen Zustand dargestellt ist und die Kopplungsvorrichtung 10' im blockierten Zustand.
In dieser Darstellung ist der Unterschied im Zusammenhang mit der Position des Sperrelementes 13B, in der linken Bildhälfte in Freigabe-Position und in der rechten Bildhälfte in der Blockier-Position, gut zu erkennen.
Fig. 13 zeigt den Ausschnitt aus Fig. 12 in Ansicht von schräg oben zusätzlich mit einer Kulissenführung zur Betätigung der Sperreinrichtungen 13 und 13' der Kopplungsvorrichtungen 10, 10'.
Mittels der Kulissenführung kann eine Drehbewegung der Sperreinrichtung 13, 13' bewirkt werden, insbesondere des Sperrelementes 13B, 13B', um die erste Achse, insbesondere von der Freigabe-Position (siehe linke Bildhälfte) in die Blockier-Position (siehe rechte Bildhälfte) und/oder umgekehrt, wobei vorzugsweise am Sperrelement 13, 13' jeweils ein erstes Kulissenführungselement 13A, 13A' angeordnet ist, das dazu ausgebildet ist, mit einem zweiten, korrespondierend zum ersten Kulissenführungselement 13A, 13A' ausgebildeten und insbesondere axial verschiebbaren, gehäuseseitig gelagerten Kulissenführungselement 84, 85 der Kulissenführung zusammenzuwirken. Das Sperrelement 13 bzw. 13' ist bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils über einen Winkelbereich von etwa 30 Grad in Umfangsrichtung um die erste Achse drehbar.
In diesem Fall ist das erste Kulissenführungselement ein sich in radialer Richtung nach außen erstreckender Kulissenzapfen 13A, 13A', insbesondere ein am ring- oder hülsen- förmigen Abschnitt 13B, 13B' der Sperreinrichtung 13, 13', insbesondere des Sperrelements 13B, 13B', angeordneter, sich in radialer Richtung nach außen erstreckender Zapfen 13A, 13A'.
Das gehäuseseitig gelagerte zweite Kulissenführungselement 84, 85 ist eine mittels einer Betätigungsstange 81 , 82 senkrecht zur ersten Achse, insbesondere tangential zur ersten Achse axial verschiebbare Klaue 84, 85, welche insbesondere an einer gehäusefest angeordneten Führungsstange 83 axial verschiebbar gleitgelagert ist.
Für eine besonders einfache Betätigung der Kulissenführung ist das zweite Kulissenführungselement 84, 85 vorzugsweise mittels einer Gleitlagerung zwischen einem Endanschlag 86 und Anschlagselementen 87, 88 axial verschiebbar auf der Betätigungsstange 81 , 82 angeordnet und jeweils mittels zweier Federelemente 93, 94 bzw. 95, 96 zwi- sehen zwei fest mit der Betätigungsstange 81 , 82 verbundenen Ringscheiben 91 , 92 bzw. 89, 90 und/oder Absätzen eingespannt, wobei die Federkraft und die Länge der Federelemente 93, 94 bzw. 95, 96 derart gewählt ist, dass eine seitliche Verlagerung der Betätigungsstange 81 , 82 infolge eines Schaltvorgangs erst zu einer axialen Verschiebung der Betätigungsstange 81 , 82 und damit erst zu einer Betätigung des Sperrelementes 13B, 13B' führt, wenn die Kopplungseinrichtung 10, 10' entlang der ersten Achse A nahezu lastfrei oder lastfrei ist, d.h. nahezu oder vollständig axialkraftfrei in Richtung der ersten Achse A ist.
Vorzugsweise ist die Kulissenführung dabei derart ausgelegt, dass die Betätigung des Sperrelements 13, 13', d.h. dessen Verdrehung, nach einem Schaltvorgang ausgelöst wird, wenn das jeweilige am Nocken abwälzende Ventilbetätigungselement auf dem Grundkreis des die Ventilbetätigung bewirkenden Nockens abwälzt. Wälzt das Ventilbetätigungselement hingegen außerhalb vom Grundkreis auf dem Nocken ab, wodurch die Kopplungsvorrichtung 10, 10' mit einer Axialkraft beaufschlagt wird, wird das zweite Kulissenführungselement 84, 85 durch die innerhalb der Kopplungsvorrichtung 10, 10' wirkende Reibung noch in seiner„alten" Position gehalten. Erst mit Übergang auf den Grundkreis, wenn sich ein nahezu lastfreier Zustand einstellt, wird das zweite Kulissenführungselement 84, 85 frei und kann mithilfe der vorgespannten Federelemente 93, 94 bzw. 95, 96 in die gewünschte Position verlagert werden und somit ein Verdrehen des Sperrelements 13B, 13B' bewirken.
Das Betätigen der Betätigungsstange der Kulissenführung, insbesondere deren axiales Verschieben, kann hydraulisch, elektromagnetisch, pneumatisch, und/oder elektrome- chanisch erfolgen, letzteres beispielsweise mittels eines Linearantriebs, einer Zahnstange einem Kugelgewindetrieb, einer Spindel oder dergleichen.
Dies ermöglicht das gemeinsame, gleichzeitige Schalten der Ventilbetätigungsvorrichtungen 100 und 100' für sämtliche Zylinder einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, d.h. das gemeinsame Verschieben der einzelnen Betätigungsstangen 81 , 82, ohne, dass bei sämtlichen Zylindern gleichzeitig und unabhängig vom Takt das jeweilige Sperrelement 13B, 13B' betätigt werden muss.
Vielmehr wird das jeweilige, einem Zylinder zugeordnete Sperrelement 13A, 13A' nach einem Schaltvorgang erst betätigt, insbesondere erst ausgelöst, wenn die durch den Schaltvorgang aufgebrachte und an der Klaue 84, 85 anliegende Federvorspannkraft größer ist als die infolge der in der Kopplungsvorrichtung 10, 10' wirkenden Reibung in- folge der an der Kopplungsvorrichtung 10, 10' anliegenden Axialkräfte. Bei entsprechender Auslegung der Kulissenführung kann auf diese Weise erreicht werden, dass das Sperrelement 13B, 13B' nur im nahezu lastfreien oder lastfreien Zustand betätigt, insbesondere verdreht wird. Dadurch kann der Verschleiß der Ventilbetätigungsvorrichtung, insbesondere der Kopplungsvorrichtung 10, 10', erheblich reduziert werden.
Ferner kann der Schaltvorgang vereinfacht werden. Dies ist insbesondere bei Hubkol- benbrennkraftmaschinen von Vorteil mit mehr als vier, insbesondere mit mehr als 8 Zylindern.
Bezugszeichenliste , 10', 20, 30, erfindungsgemäße Kopplungsvorrichtung
, 50, 60, 70, 80,
, 1 1 ', 21 , 31 , 41 erstes Kopplungselement
, 12', 22, 32, 42 zweites Kopplungselement
, 13', 23, 33, 43 Sperreinrichtung
A, 13Α', 23A, 33A, 43A Kulissenführungselement (Zapfen)
B, 13Β', 23Β, 33Β, 43Β Sperrelement
Sicherungsring
Druckstück
, 16', 46 erster Abschnitt mit Außen-Längsverzahnung
, 47 Innen-Längsverzahnung des Sperrelementes
, 48 zweiter, verzahnungsfreier Abschnitt
dritter Abschnitt mit Außen-Längsverzahnung
Sperrkeil
Wälzkörper
Nut
Ausnehmung
, 29 Gelenk
Spreizhülse
Gewinde
kegelförmiger, sich verjüngender Abschnitt der Spreizhülse hohlkegelförmiger Abschnitt des Sperrelements
Wellenabsatz
Α Führungszylinder
Β Führungsstift
Gewinde
Federelement
Betätigungsstange
Betätigungsstange
Führungsstange
Kulissenführungselement (Klaue)
Kulissenführungselement (Klaue)
Endanschlag 87 Anschlagselement
88 Anschlagselement
89 Ringscheibe
90 Ringscheibe
91 Ringscheibe
92 Ringscheibe
93 Federelement
94 Federelement
95 Federelement
96 Federelement
100, 100', 200, 300, erfindungsgemäße Ventilbetätigungsvorrichtung 400, 500, 600, 700
101 , 501 , 701 Ventil
102, 402, 502, 702 Kipphebel
102A, 202A, 302A ventilseitiger Kipphebelteil
102B, 202B, 302B nockenseitiger Kipphebelteil
103 Drehachse des Kipphebelteils
104, 204 Nocken
105 Drehachse des Nockens
106, 406, 606 Stösselstange
606A erster Stösselstangenteil
606B zweiter Stösselstangenteil
707 Ventilbrücke
A erste Achse

Claims

Patentansprüche
Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) für eine Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700) zur Betätigung wenigstens eines Ventils (101 , 501 , 701 ) einer Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Ventilhub, insbesondere für eine Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700) einer Hubkol- benbrennkraftmaschine, aufweisend:
wenigstens ein erstes Kopplungselement (1 1 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ),
ein zweites Kopplungselement (12, 12', 22, 32, 42) und
eine Sperreinrichtung (13,13', 23, 33, 43) mit einem Sperrelement,
wobei das erste Kopplungselement (11 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ) und das zweite Kopplungselement (12, 12', 22, 32, 42) und/oder das erste Kopplungselement (11 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ) und das Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) relativ zueinander entlang einer ersten Achse (A) verschiebbar sind,
wobei mittels der Sperreinrichtung (13,13', 23, 33, 43) die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente (11 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ;12, 12', 22, 32, 42) zueinander und/oder die Relativverschiebung zwischen dem ersten Kopplungselement (1 1 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ) und dem Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) entlang der ersten Achse (A) zumindest in eine erste Richtung blockierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) zumindest über einen definierten Winkelbereich in Umfangsrichtung um die erste Achse (A) drehbar ist, wobei die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente (11 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ;12, 12', 22, 32, 42) entlang der ersten Achse (A) zueinander und/oder die Relativverschiebung zwischen dem ersten Kopplungselement (1 1 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ) und dem Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) entlang der ersten Achse (A) zumindest in die erste Richtung blockiert ist, wenn sich das Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) in einer Blockier-Position befindet.
Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Relativverschiebung der beiden Kopplungselemente (11 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ;12, 12', 22, 32, 42) zueinander und/oder die Relativverschiebung zwischen dem ersten Kopplungselement (1 1 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ) und dem Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) entlang der ersten Achse (A) zumindest in die erste Richtung freigegeben ist, wenn sich das Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) in einer Freigabe-Position befindet, wobei vorzugsweise das Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) zumindest zwischen einer Freigabe-Position und einer Blo- ckier-Position um die erste Achse (A) drehbar ist.
3. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) zur Anordnung in einer Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700) ausgebildet ist, insbesondere zur Anordnung in einer mithilfe eines drehbaren Nockens (104, 204) betätigbaren Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300,
700), wobei die Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700) zur Betätigung wenigstens eines Ventils (101 , 501 , 701 ) einer Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Ventilhub ausgebildet ist und wenigstens ein erstes Ventilbetätigungselement (102B, 202B, 302B, 402, 502, 606A, 702) aufweist und insbesondere ein zweites Ventilbetätigungselement (102A, 202A, 302A, 406, 606B, 707), wobei die Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) in der Weise ausgebildet ist, dass das erste Kopplungselement (1 1 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ) mit dem ersten Ventilbetätigungselement (102B, 202B, 302B, 402, 502, 606A, 702) mechanisch koppelbar, insbesondere verbindbar ist und das zweite Kopplungselement (12, 12', 22, 32, 42) mit dem zweiten Ventilbetätigungselement (102A, 202A, 302A, 406, 606B, 707) oder einem zu betätigenden Ventil (101 , 501 , 701 ).
4. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) einen ringförmigen oder hülsenförmigen Abschnitt aufweist, wobei vorzugsweise der ring- oder hülsenförmige Abschnitt des Sperrelementes (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) zumindest teilweise das erste Kopplungselement (11 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ) und/oder das zweite Kopplungselement (12, 12', 22, 32, 42) in axialer Richtung überlappt.
5. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) eine Spieleinstellvorrichtung zur Einstellung eines kinematischen Spiels in der Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) aufweist, insbesondere zur Einstellung eines kinematischen Spiels in axialer Richtung entlang der ersten Achse (A).
6. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 50, 60, 70, 80) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (11 , 1 1 ', 21 , 31 ) und das zweite Kopplungselement (12, 12', 22, 32) entlang der ersten Achse (A) zumindest teilweise teleskopstangenartig ineinander schiebbar sind, wenn sich das Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B) in der Freigabe-Position befindet.
7. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der beiden Kopplungselemente (1 1 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ;12, 12', 22, 32, 42) und die Sperreinrichtung (13,13', 23, 33, 43), insbesondere das erste Kopplungselement (1 1 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ) und die Sperreinrichtung (13,13', 23, 33, 43), entlang der ersten Achse (A) zumindest teilweise teleskopstangenartig ineinander schiebbar sind, wenn sich das Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) in der Freigabe-Position befindet, wobei vorzugsweise das erste Kopplungselement (11 , 1 1 ', 21 , 31 , 41 ) entlang der ersten Achse (A) zumindest teilweise in das Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) hineinschiebbar ist.
8. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Kopplungselemente (1 1 , 1 1 ', 41 ;12, 12', 42), insbesondere das erste Kopplungselement (1 1 , 1 1 ', 41 ), einen ersten Abschnitt (16, 16', 46) mit einer Außen-Längsverzahnung und einen zweiten, insbesondere an den ersten Abschnitt (16, 16', 46) angrenzenden, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitt (18, 48) aufweist.
9. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 40) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (13B, 13Β', 43B) einen sich in axialer Richtung erstreckenden Abschnitt (17, 47) mit einer zur Außen-Längsverzahnung des ersten Abschnitts (16, 16', 46) des Kopplungselements (11 , 1 1 ', 41 ) korrespondierend ausgebildeten Innen-Längsverzahnung aufweist, wobei die Innen-Längsverzahnung insbesondere an einer Innenseite des ringförmigen und/oder hülsenförmigen Abschnitts des Sperrelements (13B, 13Β', 43B) angeordnet ist.
10. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 40) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sperrelement (13B, 13Β', 43B) in der Blockier-Position befindet, wenn das Kopplungselement (1 1 , 1 1 ', 41 ) mit der Außen-Längsverzahnung in axialer Richtung derart relativ zum Sperrelement (13B, 13Β', 43B) axial verschoben ist, dass sich die Innen-Längsverzahnung nicht mit der Außen- Längsverzahnung des Kopplungselements im Eingriff befindet, sondern sich die Innen-Längsverzahnung des Sperrelements (13B, 13Β', 43B) auf Höhe des zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitts (18, 48) befindet, und wenn das Sperrelement (13B, 13Β', 43B) in Umfangsrichtung derart verdreht ist, dass wenigstens ein Zahn, insbesondere sämtliche Zähne, der Außen-Längsverzahnung des ersten Abschnitts (16, 16', 46) des Kopplungselements (1 1 , 1 1 ', 41 ) mit wenigstens einem Zahn, insbesondere mit sämtlichen Zähnen, der Innen- Längsverzahnung des Sperrelements (13B, 13Β', 43B) zumindest teilweise in axialer Richtung fluchtet.
1 1. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 40) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sperrelement (13B, 13Β', 43B) in der Freigabe-Position befindet, wenn das Sperrelement (13B, 13Β', 43B) in Umfangsrichtung derart verdreht ist, dass sämtliche Zähne der Außen-Längsverzahnung des ersten Abschnitts (16, 16', 46) des Kopplungselements (11 , 1 1 ', 41 ) zu sämtlichen Zähnen der Innen-Längsverzahnung des Sperrelements (13B, 13Β', 43B) derart versetzt angeordnet sind, dass sich die Zähne der Außen-Längsverzahnung des ersten Kopplungselements (1 1 , 1 1 ', 41 ) zu mit den Zähnen der Innen-Längsverzahnung zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge im Eingriff befinden oder durch eine axiale Relativverschiebung zwischen dem Kopplungselement (11 , 1 1 ', 41 ) und dem Sperrelement (13B, 13Β', 43B) miteinander in Eingriff gebracht werden können.
12. Kopplungsvorrichtung (10, 10', 40) nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (13B, 13Β', 43B) um die erste Achse (A) drehbar ist, wenn das Kopplungselement (1 1 , 1 1 ', 41 ) mit der Außen- Längsverzahnung in axialer Richtung derart relativ zum Sperrelement (13B, 13B', 43B) axial verschoben ist, dass sich die Innen-Längsverzahnung nicht mit der Außen-Längsverzahnung des ersten Kopplungselements (1 1 , 1 1 ', 41 ) im Eingriff befindet, sondern sich auf Höhe des zweiten, ohne Verzahnung ausgebildeten Abschnitts (18, 48) befindet.
13. Kopplungsvorrichtung (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (23) wenigstens einen in radialer Richtung zwischen dem inneren Kopplungselement (21 ) und der Sperreinrichtung (23), insbesondere zwischen dem inneren Kopplungselement (21 ) und dem Sperrelement (23B), angeordneten Sperrkeil (24) aufweist, wobei wenigstens ein Sperrkeil (24) in axialer Richtung in einem Überlappungsbereich angeordnet ist, in welchem sich das erste Kopplungselement (21 ) und das zweite Kopplungselement (22) in axialer Richtung überlappen.
14. Kopplungsvorrichtung (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Sperrkeile (24), vorzugsweise sämtliche Sperrkeile (24), derart in radialer Richtung nach innen verlagerbar und mit dem radial inneren Kopplungselement (21 ) in Eingriff bringbar ist, dass eine axiale Relativverschiebung entlang der ersten Achse (A) zwischen dem ersten Kopplungselement (21 ) und dem zweiten Kopplungselement (22), insbesondere ein teleskopstangenartiges Ineinanderschieben der beiden Kopplungselemente (21 , 22), blockiert ist.
15. Kopplungsvorrichtung (20) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Sperrkeile (24), vorzugsweise sämtliche Sperrkeile (24), eine in Umfangsrichtung verlaufende, als Rampe ausgebildete Führungsfläche aufweist und die Sperreinrichtung (23), insbesondere das Sperrelement (23B), vorzugsweise wenigstens ein mit der Führungsfläche zusammenwirkendes Führungselement (25) aufweist, das derart mit der Führungsfläche zusammenwirkt, dass insbesondere ein Drehen des Sperrelements (23B) in Umfangsrichtung von der Freigabe-Position in die Blockier-Position ein Verlagern des Sperrkeiles (24) radial nach innen bewirkt, so dass der Sperrkeil (24) mit dem radial inneren Kopplungselement (21 ) in Eingriff gebracht wird und eine axiale Relativverschiebung entlang der ersten Achse (A) zwischen dem ersten Kopplungselement (21 ) und dem zweiten Kopplungselement (22) blockiert ist.
16. Kopplungsvorrichtung (30) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung (33) eine in radialer Richtung innerhalb vom Sperrelement (33B) angeordnete Spreizhülse (34) aufweist, wobei die Sperreinrichtung (33) insbesondere derart ausgebildet ist, dass durch Drehen des Sperrelements (33B) in eine erste Richtung um die erste Achse (A), insbesondere durch Drehen des Sper- relements (33B) in Richtung der Blockier-Position, die Spreizhülse (34) in radialer Richtung und/oder in Umfangrichtung zusammendrückbar ist.
17. Kopplungsvorrichtung (30) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch Drehen des Sperrelements (33B) in eine zweite Richtung um die erste Achse (A), insbesondere durch Drehen des Sperrelements (33B) in Richtung der Freigabe-Position, die Spreizhülse (34) in radialer Richtung und/oder in Umfangrichtung aufweitbar ist.
18. Kopplungsvorrichtung (30) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kopplungselement (31 ) und die Spreizhülse (34) entlang der ersten Achse (A) axial relativ zueinander verschiebbar sind, wenn die Spreizhülse (34) in radialer Richtung und/oder in Umfangrichtung nicht zusammengedrückt ist, und vorzugsweise eine Relativverschiebung zwischen dem anderen Kopplungselement (31 ) und der Spreizhülse (34) in axialer Richtung entlang der ersten Achse (A) blockiert ist, wenn die Spreizhülse (34) in radialer Richtung und/oder in Umfangrichtung zumindest teilweise oder vollständig zusammengedrückt ist.
19. Kopplungsvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizhülse (34), wenn sich das Sperrelement (33B) in der Blockier-Position befindet, zumindest teilweise einen Innendurchmesser aufweist, welcher kleiner ist, als ein Außendurchmesser des in axialer Richtung relativ zur Spreizhülse (34) verschiebbaren Kopplungselements (31 ), insbesondere kleiner als ein Außendurchmesser eines Wellenabsatzes (38) des relativ zur Spreizhülse (34) verschiebbaren Kopplungselements (31 ).
20. Kopplungsvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizhülse (34) einen sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt (36) aufweist und das um die erste Achse (A) drehbare Sperrelement (33B) vorzugsweise einen korrespondierend zum kegelförmigen Abschnitt (36) der Spreizhülse (34) und mit dem sich verjüngenden Abschnitt (36) der Spreizhülse (34) zusammenwirkenden, hohlkegelförmigen Abschnitt (37), wobei die Spreizhülse (34) insbesondere mittels eines Gewindes (35) mit dem Sperrelement (33B) gekoppelt ist.
21. Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700), insbesondere mithilfe eines drehbaren Nockens (104, 204) betätigbare Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700), wobei die Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700) zur Betätigung wenigstens eines Ventils (101 , 501 , 701 ) einer Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Ventilhub ausgebildet ist und eine Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.
22. Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300) wenigstens einen Kipphebel (102) mit wenigstens einem ersten Kipphebelteil als erstes Ventilbetätigungselement (102B, 202B, 302B) und einem zweiten Kipphebelteil (102A, 202A, 302A) als zweites Ventilbetätigungselement (102A, 202A, 302A) aufweist, wobei der erste Kipphebelteil (102B, 202B, 302B) und der zweite Kipphebelteil (102A, 202A, 302A) beide drehbar um eine gemeinsame Drehachse gelagert sind, wobei ein Kopplungselement (1 1 , 21 , 41 ) mit dem ersten Kipphebelteil (102B, 202B, 302B) mechanisch gekoppelt insbesondere verbunden ist, und das andere Kopplungselement (12, 22, 42) mit dem zweiten Kipphebelteil (102A, 202A, 302A).
23. Ventilbetätigungsvorrichtung (400) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbetätigungsvorrichtung (400) wenigstens einen Kipphebel (402), insbesondere einen starren Kipphebel (402), als erstes Ventilbetätigungselement (402) und eine Stosselstange (406) als zweites Ventilbetätigungselement (406) aufweist, wobei ein Kopplungselement mit der Stosselstange (406) mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, ist und das andere Kopplungselement mit dem Kipphebel, wobei insbesondere das nockenseitige Kopplungselement mit der Stosselstange (406) verbunden ist und das ventilseitige Kopplungselement mit dem Kipphebel (402).
24. Ventilbetätigungsvorrichtung (500) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbetätigungsvorrichtung (500) wenigstens einen Kipphebel (502), insbesondere einen starren Kipphebel (502), als erstes Ventilbetätigungselement (502) aufweist, wobei ein Kopplungselement mit dem Kipphebel (502) mecha- nisch gekoppelt, insbesondere verbunden, ist und das andere Kopplungselement mit einem zu betätigenden Ventil (501 ), wobei insbesondere das nockenseitige Kopplungselement mit dem Kipphebel (502) verbunden ist und das ventilseitige Kopplungselement mit dem zu betätigenden Ventil (501 ).
25. Ventilbetätigungsvorrichtung (600) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbetätigungsvorrichtung (600) wenigstens eine geteilte Stösselstan- ge (606) mit einem ersten Stösselstangenteil (606A) als erstem Ventilbetätigungselement (606A) und einem zweiten Stösselstangenteil (606B) als zweitem Ventilbetätigungselement (606B) aufweist, wobei ein Kopplungselement mit dem ersten Stösselstangenteil (606A) mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, ist und das andere Kopplungselement mit dem zweiten Stösselstangenteil (606B).
26. Ventilbetätigungsvorrichtung (700) nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbetätigungsvorrichtung (700) wenigstens einen Kipphebel(702), insbesondere einen starren Kipphebel (702), als erstes Ventilbetätigungselement (702) und eine Ventilbrücke (707) als zweites Ventilbetätigungselement (707) aufweist, wobei ein Kopplungselement mit dem Kipphebel (702) mechanisch gekoppelt, insbesondere verbunden, ist und das andere Kopplungselement mit der Ventilbrücke (707).
27. Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700) nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700) eine Kulissenführung zur Betätigung der Sperreinrichtung (13,13', 23, 33, 43) der Kopplungsvorrichtung (10, 10', 20, 30, 80) aufweist, wobei mittels der Kulissenführung eine Drehbewegung der Sperreinrichtung (13,13', 23, 33, 43), insbesondere des Sperrelementes (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B), um die erste Achse (A) bewirkbar ist, insbesondere von der Freigabe- Position in die Blockier-Position und/oder umgekehrt, wobei vorzugsweise am Sperrelement (13B, 13Β', 23B, 33B, 43B) ein erstes Kulissenführungselement (13A, 13A', 23A, 33A, 43A) angeordnet ist, das dazu ausgebildet ist, mit einem zweiten, korrespondierend zum ersten Kulissenführungselement (13A, 13A', 23A, 33A, 43A) ausgebildeten Kulissenführungselement (84, 85) der Kulissenführung zusammenzuwirken. Hubkolbenmaschine, insbesondere Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einer Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700), dadurch gekennzeichnet, die Ventilbetätigungsvorrichtung (100, 100', 200, 300, 700) nach einem der Ansprüche 21 bis 27 ausgebildet ist.
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