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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der provisorischen US-Anmeldung mit der
Nummer 61/036,655, die am 14. März
2008 eingereicht wurde. Der Offenbarungsgehalt der vorstehenden
Anmeldung ist hier durch Bezugnahme mit aufgenommen.
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GEBIET
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft Kipphebelarmanordnungen und insbesondere
die Schmierung von Kipphebelarmanordnungen.
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HINTERGRUND
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Die
Angaben in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen
mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und bilden möglicherweise nicht
den Stand der Technik.
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Kipphebelarmanordnungen
von Motoren können
ringähnliche
Rollenelemente zum Eingriff mit einer Nockenwelle und zum Antreiben
eines Ventilversatzes umfassen. Die Rollenelemente sind typischerweise
an einer Welle und an Lagerelementen gelagert, wie etwa an Nadellagern,
die zwischen der Welle und dem Rollenelement angeordnet sein können. Der
Einsatz der Nadellager kann eine radiale Dicke des Rollenelements
auf grund von Einbaubeschränkungen
verringern. Das Weglassen der Nadellager kann Probleme bei der Schmierung
der Schnittstelle zwischen der Welle und dem Rollenelement schaffen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine
Motoranordnung kann eine Motorstruktur, eine Kipphebelarmanordnung
und eine Nockenwelle umfassen. Die Kipphebelarmanordnung kann durch
die Motorstruktur gestützt
sein und kann einen Hebelkörper,
ein mit dem Hebelkörper
gekoppeltes Stützelement
und ein erstes Rollenelement umfassen, das zur Drehung an dem Stützelement
gelagert ist. Das erste Rollenelement kann einen ringförmigen Körper mit
ersten und zweiten axialen Enden und einer Innenbohrung umfassen.
Die Innenbohrung kann das Stützelement
aufnehmen und eine Vertiefung umfassen, die sich von dem ersten
axialen Ende zu dem zweiten axialen Ende erstreckt. Die Vertiefung kann
einen ersten Abschnitt an dem ersten axialen Ende umfassen, der
relativ zu einem zweiten Abschnitt an dem zweiten axialen Ende des
ringförmigen
Körpers
drehversetzt ist. Die Nockenwelle kann an der Motorstruktur drehbar
gelagert sein und kann einen ersten Nocken umfassen, der mit dem
ersten Rollenelement in Eingriff steht. Das erste Rollenelement
kann durch eine Drehung der Nockenwelle gedreht werden und die Vertiefung
kann so ausgelegt sein, dass sie Öl entlang der Bohrung pumpt,
wenn das erste Rollenelement gedreht wird.
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Eine
alternative Kipphebelarmanordnung kann einen Hebelkörper, ein
mit dem Hebelkörper
gekoppeltes Stützelement
und ein erstes Rollenelement umfassen, das zum Eingriff mit einer
Nockenwelle ausgelegt ist und eine Bohrung aufweist, die zur Drehung
an der radialen Außenfläche des
Stützelements
drehbar gelagert ist. Das Stützelement kann
erste und zweite axiale Enden und eine radiale Außenfläche umfassen.
Die radiale Außenfläche kann
eine Vertiefung umfassen, die sich von dem ersten axialen Ende zu
dem zweiten axialen Ende erstreckt und einen ersten Abschnitt an
dem ersten axialen Ende aufweist, der relativ zu einem zweiten Abschnitt
an dem zweiten axialen Ende drehversetzt ist. Die Vertiefung kann
so ausgelegt sein, dass sie Öl entlang
der Bohrung pumpt, wenn das erste Rollenelement in Eingriff mit
der Nockenwelle steht, um das erste Rollenelement relativ zu dem
Stützelement
zu drehen.
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Weitere
Anwendungsgebiete werden sich aus der hier bereitgestellten Beschreibung
ergeben. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezielle Beispiele
nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht dazu gedacht sind,
den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu beschranken.
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ZEICHNUNGEN
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Die
hier beschriebenen Zeichnungen sind nur zur Veranschaulichung und
sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken.
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1 ist
eine schematische Veranschaulichung einer Motoranordnung gemäß der vorliegenden
Offenbarung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer in 1 gezeigten
Kipphebelarmanordnung;
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3 ist
eine Schnittansicht der Kipphebelarmanordnung von 2;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines ersten Rollenelements der Kipphebelarmanordnung von 2;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines alternativen Hebelkörpers einer
Kipphebelarmanordnung gemäß der vorliegenden
Offenbarung;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines alternativen Stützelements
einer Kipphebelarmanordnung gemäß der vorliegenden
Offenbarung;
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7 ist
eine Teilschnittansicht eines alternativen Rollenelements und Stützelements
einer Kipphebelarmanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
und
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8 ist
eine Teilschnittansicht eines alternativen Rollenelements und Stützelements
einer Kipphebelarmanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die
folgende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht
dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen
zu begrenzen. Es versteht sich, dass in allen Zeichnungen entsprechende
Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
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Mit
Bezug auf 1 ist eine Motoranordnung 10 veranschaulicht.
Die Motoranordnung 10 kann eine Motorstruktur aufweisen,
die einen Motorblock 12 umfasst, der mehrere Zylinder 14 (einer
von diesen ist gezeigt), einen an dem Motorblock 12 montierten
und die Zylinder 14 überlagernden
Zylinderkopf 16 und einen Ventiltrieb 18 umfasst.
Der Ventiltrieb 18 kann mit einem Abschnitt der Motorstruktur, etwa
dem Zylinderkopf 16, gekoppelt sein.
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Der
Ventiltrieb 18 kann eine Ventilanordnung 20, eine
Kipphebelarmanordnung 22 und eine Nockenwelle 24 umfassen.
Die Ventilanordnung 20 kann ein Ventilelement 26 und
ein Vorspannelement 28 umfassen. Das Ventilelement 26 kann
einen Endabschnitt 27 umfassen, der mit der Kipphebelarmanordnung 22 in
Eingriff steht. Das Vorspannelement 28 kann eine Kompressionsfeder
umfassen und kann das Ventilelement 26 in eine geschlossene
Stellung vorspannen. Die Kipphebelarmanordnung 22 kann mit
der Motorstruktur drehbar gekoppelt sein. Die Nockenwelle 24 kann
einen Satz erster Nocken 30 (von denen einer gezeigt ist)
und einen zweiten Nocken 32 umfassen, der mit der Kipphebelarmanordnung 22 in Eingriff
steht, um das Ventilelement 26 zu versetzen.
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Die
Kipphebelarmanordnung 22 kann eine mehrstufige Kipphebelarmanordnung
sein, beispielsweise eine zweistufige Kipphebelarmanordnung. Zusätzlich mit
Bezug auf 2 kann die Kipphebelarmanordnung 22 einen
Hebelkörper 34,
ein erstes Rollenelement 36, ein Stützelement 37 (in 3 zu sehen),
eine Armanordnung 38 und einen Verriegelungsmechanismus 40 umfassen.
Der Hebelkörper 34 kann
ein erstes Ende 42, ein zweites Ende 44 und einen
Mittelabschnitt 46 mit ersten und zweiten Abschnitten 47, 49,
die zwischen den ersten und zweiten Enden 42, 44 angeordnet
sind, umfassen. Das erste Ende 42 kann eine erste Öffnung 48 umfassen. Wie
in 3 zu sehen ist, kann das zweite Ende 44 eine
zweite Öffnung 50,
eine Ausnehmung 52 und einen Öldurchgang 54 in Verbindung
mit der zweiten Öffnung 50 und
der Ausnehmung 52 umfassen. Das erste Ende 42 kann
mit dem Endabschnitt 27 des Ventilelements 26 (in 1 ersichtlich)
zur Betätigung
des Ventilelements 26 in Eingriff stehen. Die Ausnehmung 52 in
dem zweiten Ende 44 kann mit einem Stützele ment 51 (in 1 zu
sehen) in Eingriff stehen und an diesem drehbar gelagert sein. Die Ausnehmung 52 kann
mit einer Quelle druckbeaufschlagten Öls von einer Ventiltriebkomponente
in Verbindung stehen. Das Stützelement 51 kann
beispielsweise eine hydraulische Verankerungseinstellvorrichtung
umfassen und die Verankerungseinstellvorrichtung kann druckbeaufschlagtes Öl an die
Ausnehmung 52 liefern. Das erste Rollenelement 36 kann
an dem Mittelabschnitt 46 zum Drehversatz mit dem Hebelkörper 34 befestigt
sein.
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Mit
Bezug auf 2 kann die Armanordnung 38 erste
und zweite Arme 55, 56, erste und zweite Vorspannelemente 58, 60,
zweite und dritte Rollenanordnungen 62, 64, eine
Verriegelung 66 und ein Befestigungselement 67 umfassen.
Das Befestigungselement 67 kann sich durch erste Enden
des ersten und zweiten Arms 55, 56 und die erste Öffnung 48 in dem
Hebelkörper 34 erstrecken,
um die Armanordnung 38 mit dem Hebelkörper 34 drehend zu
koppeln. Die zweite Rollenanordnung 62 kann mit einem zweiten
Ende des ersten Arms 55 gekoppelt sein und die dritte Rollenanordnung 64 kann
mit einem zweiten Ende des zweiten Arms 56 gekoppelt sein.
Der erste und zweite Arm 55, 56, die zweite und
dritte Rollenanordnung 62, 64 und die Verriegelung 66 können jeweils
zum Drehversatz aneinander befestigt sein. Das erste Vorspannelement 58 kann
mit dem ersten Arm 55 und dem Hebelkörper 34 in Eingriff stehen
und das zweite Vorspannelement 60 kann mit dem zweiten
Arm 56 und dem Hebelkörper 34 in
Eingriff stehen. Das erste und zweite Vorspannelement 58, 60 können Torsionsfedern
umfassen und können die
Armanordnung 38 gegen die ersten Nocken 30 vorspannen.
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Der
Verriegelungsmechanismus 40 kann in der zweiten Öffnung 50 des
Hebelkörpers 34 angeordnet
sein. Wie in 3 zu sehen ist, kann der Hebelkörper 34 einen
ersten und zweiten Öldurchgang 68, 70 in
Verbindung mit der Ausnehmung 52 umfassen. Der erste Öldurchgang 68 kann Öl zur Betätigung des
Verriegelungsmechanismus 40 liefern und der zweite Öldurchgang 70 kann
eine Schmierung an das erste Rollenelement 36 liefern.
Alternativ kann der Hebelkörper 34 einen
einzigen Öldurchgang
umfassen, etwa den ersten Öldurchgang 68,
und das erste Rollenelement 36 kann durch eine Tauchschmierung
geschmiert werden.
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Wie
in 2–4 ersichtlich
ist, kann das erste Rollenelement 36 an dem Stützelement 37 zur Drehung
gelagert und zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 47, 49 des
Hebelkörpers 34 angeordnet
sein. Das erste Rollenelement 36 kann einen ringförmigen Körper 72 mit
ersten und zweiten axialen Enden 74, 76, einer
Innenbohrung 78 und einer radialen Außenfläche 80 umfassen. Das
erste axiale Ende 74 kann eine erste Reihe von Ausnehmungen 82 umfassen
und das zweite axiale Ende 76 kann eine zweite Reihe von
Ausnehmungen 84 umfassen. Die Innenbohrung 78 kann
eine Reihe von Vertiefungen 86 umfassen, die sich von dem
ersten axialen Ende 74 zu dem zweiten axialen Ende 76 erstrecken. Die
Vertiefungen 86 können
einander ähneln
und können
alle in Verbindung mit einer der ersten Ausnehmungen 82 und
einer der zweiten Ausnehmungen 84 stehen. Daher wird eine
einzige erste Ausnehmung 82, eine einzige zweite Ausnehmung 84 und
eine einzige Vertiefung 86 nachstehend mit dem Verständnis erörtert, dass
die Beschreibung gleichermaßen
auf den Rest der ersten und zweiten Ausnehmungen 82, 84 und
der Vertiefungen 86 zutrifft.
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Die
Vertiefung 86 kann einen ersten Abschnitt 88 an
dem ersten axialen Ende 74 in Verbindung mit der ersten
Ausnehmung 82 und einen zweiten Abschnitt 90 an
dem zweiten axialen Ende 76 in Verbindung mit der zweiten
Ausnehmung 84 umfassen. Die Vertiefung 86 kann
ein radiales Ausmaß nach
außen
(oder eine Tiefe) von mindestens 0,1 Millimeter (mm) auf weisen.
Bei dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel kann die Vertiefung 86 ein radiales
Ausmaß nach
außen
zwischen 0,5 mm und 1,0 mm aufweisen. Der erste und zweite Abschnitt 88, 90 können relativ
zueinander drehversetzt sein. Die Vertiefung 86 kann beispielsweise
eine spiralförmige
Gestalt aufweisen oder kann sich linear mit einem Winkel relativ
zu der Drehachse (A), die in 4 gezeigt
ist, des ersten Rollenelements 36 erstrecken. Die Vertiefung 86 kann
sich mit einem Winkel zwischen zehn und fünfundvierzig Grad relativ zu
der Drehachse (A) des ersten Rollenelements 36 erstrecken.
Die erste Ausnehmung 82 kann sich von der Innenbohrung 78 zu
der radialen Außenfläche 80 mit einem
Winkel radial nach außen
erstrecken. Das innere Ende 92 der ersten Ausnehmung 82 kann
relativ zu dem äußeren Ende 94 der
ersten Ausnehmung 82 drehversetzt sein. Die erste Ausnehmung 82 kann beispielsweise
eine spiralförmige
Gestalt aufweisen. Die zweite Ausnehmung 84 kann der ersten
Ausnehmung 82 allgemein ähneln, aber mit einer allgemein entgegengesetzten
Winkelorientierung (oder Spiralorientierung).
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Obwohl
die Vertiefungen 86 und die ersten und zweiten Ausnehmungen 82, 84 vorstehend
alle so beschrieben sind, dass sie gewinkelte Orientierungen oder
spiralförmige
Gestalten aufweisen, versteht es sich, dass die vorliegenden Lehren
nicht auf diese Anordnung beschränkt
sind. Beispielsweise können
die ersten Ausnehmungen 82 innere und äußere Enden 92, 94 aufweisen,
die aufeinander drehausgerichtet sind, und die Vertiefungen 86 können sich
allgemein linear und parallel zu der Drehachse (A) des ersten Rollenelements 36 erstrecken,
während
die zweiten Ausnehmungen 84 die vorstehend mit Bezug auf 4 erörterte Orientierung
beibehalten. Alternativ können
die ersten Ausnehmungen 82 die vorstehend mit Bezug auf 4 erörterte Orientierung
beibehalten, während
die zweiten Ausnehmungen 84 so angeordnet sind, dass die
inneren und äußeren Enden
drehausgerichtet sind. Bei einem weiteren nicht einschrän kenden
Beispiel können
die Vertiefungen 86 die Winkelorientierung oder Spiralorientierung,
die vorstehend mit Bezug auf 4 erörtert wurde,
beibehalten, während
die ersten Ausnehmungen 82 innere und äußere Enden 92, 94 aufweisen,
die aufeinander drehausgerichtet sind, und die zweiten Ausnehmungen 84 innere
und äußere Enden
aufweisen, die aufeinander drehausgerichtet sind.
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Im
Betrieb kann sich das erste Rollenelement 36 relativ zu
dem Stützelement 37 drehen.
Das erste Rollenelement 36 kann ohne die Verwendung von
Rollenlagern direkt an dem Stützelement 37 drehbar
gelagert sein. Die ersten und zweiten Ausnehmungen 82, 84 und
die Vertiefungen 86 können allgemein
für eine
Schmierung zwischen der Bohrung 78 des Rollenelements 36 und
dem Stützelement 37 sorgen.
Insbesondere können
die ersten und zweiten Ausnehmungen 82, 84 und
die Vertiefungen 86 Öl
pumpen, das von dem zweiten Öldurchgang 70 und/oder
von einer Tauchschmierung geliefert wird.
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Obwohl
die Vertiefungen 86 in dem ersten Rollenelement 36 in 3 so
gezeigt sind, dass sie einen allgemein rechtwinkligen Querschnitt
aufweisen, versteht es sich, dass auch andere Konfigurationen verwendet
werden können.
Anhand eines nicht einschränkenden
Beispiels, wie es in 7 zu sehen ist, kann das erste
Rollenelement 336 alternative Vertiefungen 386 anstelle
der Vertiefungen 86 umfassen. Jede der Vertiefungen 386 kann
erste und zweite Abschnitte 387, 389 umfassen.
Der erste Abschnitt 387 kann eine Tiefe (D1) von mindestens
0,25 mm aufweisen und kann ein Umfangsausmaß (L1) zwischen 1,0 mm und
3,0 mm aufweisen. Der zweite Abschnitt 389 kann sich von
der Basis des ersten Abschnitts 387 zu der Innenbohrung 378 des
ersten Rollenelements 336 mit einem Winkel (81)
erstrecken. Der Winkel (81) kann zwischen 1 Grad und 30 Grad
betragen. Insbesondere kann der Winkel (81) zwischen 15
Grad und 20 Grad liegen. Der zweite Abschnitt 389 kann
ein Umfangsausmaß (L2)
aufweisen, das dem Umfangsausmaß des
ersten Abschnitts 387 annähernd gleicht. Der zweite Abschnitt 389 kann
beispielsweise ein Umfangsausmaß (L2) zwischen
1,0 mm und 3,0 mm aufweisen. Wenn sich das erste Rollenelement 336 in
die Drehrichtung (R) dreht, wird das Öl in der Vertiefung 386 komprimiert, wenn
es in der Vertiefung 386 von dem ersten Abschnitt 387 zu
dem zweiten Abschnitt 389 wandert.
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Alternativ
kann sich, wie in 8 zu sehen ist, der zweite Abschnitt 489 der
Vertiefung 486 mit einem Winkel (θ2) an einer Stelle zwischen
der Basis des ersten Abschnitts 487 und der Innenbohrung 478 mit
einem Abstand (D2) von der Basis des ersten Abschnitts 487 erstrecken.
Anhand eines nicht einschränkenden
Beispiels kann der Abstand (D2) größer als fünfundzwanzig Prozent des Abstands
(D1) sein, der in 7 gezeigt ist. Ferner kann der Übergang
zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 487, 489 einen
Radius 491 umfassen.
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Bei
einer alternativen Anordnung, die in 5 zu sehen
ist, kann bei der Kipphebelarmanordnung 22 ein Hebelkörper 134 anstelle
des Hebelkörpers 34 verwendet
werden. Der Hebelkörper 134 kann
Ausnehmungen 182 umfassen, die den Ausnehmungen 82 an
dem ersten Rollenelement 36 ähneln. Die Ausnehmungen 182 können sich
an einer Innenfläche 183 des
ersten Abschnitts 147 des Hebelkörpers 134 befinden.
Der zweite Abschnitt 149 des Hebelkörpers 134 kann ebenfalls
Ausnehmungen 184 an einer Innenfläche 185 desselben
umfassen. Die Ausnehmungen 182, 184 können für einen Transfer
von Öl
zu den und aus den Vertiefungen 86 des ersten Rollenelements 36 sorgen.
Die Ausnehmungen 182, 184 können relativ zueinander eine
entgegengesetzte spiralförmige
Orientierung aufweisen, um den Ölpumpeffekt
zu maximieren.
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Bei
einer weiteren alternativen Anordnung, die in 6 zu
sehen ist, kann ein Stützelement 237 anstelle
des Stützelements 37 in
der Kipphebelarmanordnung 22 verwendet werden. Das Stützelement 237 kann
Vertiefungen 286 in seiner radialen Außenfläche umfassen. Die Vertiefungen 286 an
dem Stützelement 237 können anstelle
der Vertiefungen 86 an dem ersten Rollenelement 36 verwendet
werden. Die Vertiefungen 286 können den Vertiefungen 86 allgemein ähneln, wobei
jede einen ersten Abschnitt 288 an einem ersten axialen
Ende 289 des Stützelements 237 und
einen zweiten Abschnitt 290 an einem zweiten axialen Ende 291 des
Stützelements 237 aufweist.
Der erste Abschnitt 288 für eine gegebene Vertiefung 286 kann
relativ zu dem zweiten Abschnitt 290 der gegebenen Vertiefung 286 drehversetzt
sein. Zudem können
die Vertiefungen 286 eine spiralförmige Gestalt umfassen und
können Öl pumpen,
wenn die Nockenwelle 24 mit einem Rollenelement in Eingriff
steht, um das Rollenelement relativ zu dem Stützelement 237 zu drehen.
Das Stützelement 237 kann in
Kombination mit dem in 5 gezeigten Hebelkörper 134 verwendet
werden. Daher können
die Vertiefungen 286 mit den Ausnehmungen 182 in
dem Hebelkörper 134 in
Verbindung stehen.
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Obwohl
die vorliegenden Lehren so beschrieben sind, dass sie in eine mehrstufige
Kipphebelarmanordnung 22 integriert sind, versteht es sich, dass
sie bei einer Vielzahl weiterer Kipphebelanordnungen verwendet werden
können.
Zum Beispiel können
die vorliegenden Lehren bei Kipphebelarmanordnungen mit festem Hub
verwendet werden.