DE102012012150A1

DE102012012150A1 - Schlepphebelanordnung und Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102012012150A1
Application number: DE102012012150A
Authority: DE
Inventors: Severin Moosmann
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Engineering GmbH
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2032-06-21
Also published as: DE102012012150B4; WO2012175070A1

Abstract

ordnung, mit einem Schlepphebel, der einen Schlepphebelkörper mit Längsachse und eine drehbar um eine Drehachse gelagerte und entlang der Drehachse verschiebbare Rolle aufweist, und mit einer Verschiebeanordnung zum Verschieben der Rolle entlang der Drehachse. Die Erfindung beinhaltet, dass die Verschiebeanordnung einen drehbar um einen Punkt auf der Längsachse des Schlepphebelkörpers ausgestalteten und angeordneten Stellhebel aufweist, dass der Stellhebel ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, und dass die Rolle und der Stellhebel derartig ausgestaltet, aufeinander abgestimmt und relativ zueinander angeordnet sind, dass eine Bewegung des zweiten Endes über das erste Ende eine Verschiebung der Rolle bewirkt. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Verbrennungsmotor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlepphebelanordnung, mit mindestens einem Schlepphebel, der einen Schlepphebelkörper und eine Rolle aufweist, wobei der Schlepphebelkörper eine Längsachse aufweist, wobei die Rolle um eine Drehachse drehbar in dem Schlepphebelkörper gelagert ist, wobei die Längsachse und die Drehachse im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen, und wobei die Rolle derartig ausgestaltet und gelagert ist, dass die Rolle entlang der Drehachse verschiebbar ist, und mit mindestens einer Verschiebeanordnung zum Verschieben der Rolle entlang der Drehachse. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Verbrennungsmotor, mit mindestens einer Nockenwelle, die mindestens eine Nockenkombination mit mindestens zwei unterschiedlichen Nocken und/oder Nockenprofilen aufweist, und mit mindestens einer Schlepphebelanordnung, wobei der Schlepphebel der Schlepphebelanordnung der Nockenkombination zugeordnet ist.
In Verbrennungsmotoren wird das Öffnungs- und Schließverhalten der Ventile durch die Nocken der Nockenwellen bestimmt. Dabei wirken die rotierenden Nocken über Nockenfolger – z. B. in Form von Kipp-, Schlepp- oder Schwinghebel – auf die Ventile ein. Die meist zungenförmigen Schlepphebel bestehen aus einem Schlepphebelkörper, in welchem eine Rolle angeordnet ist, die in Kontakt mit der Nockenwelle tritt (z. B. DE 198 16 020 A1 ). Eine alternative Ausgestaltung eines Schlepphebels wird in der Offenlegungsschrift DE 10 2008 029 333 A1 beschrieben. Der Schlepphebelkörper verfügt dabei über ein ventilseitiges Ende, mit welchem er auf das Ventil einwirkt, und ein auflageseitiges Ende, über welches der Schlepphebel über ein Ventilspielausgleichselement auf dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors abgestützt ist. Zwischen den beiden Enden befindet sich eine Rolle, die in Kontakt mit einem Nocken der Nockenwelle steht.
Im Stand der Technik sind Nockenwellenversteller bekannt, über welche das Schalten der Ventile verändert werden kann und somit ein Eingriff in die Steuerung des Verbrennungsmotors möglich ist. Beispiele hierfür finden sich in den nicht vorveröffentlichten Anmeldungen DE 10 2010 025 099 und DE 10 2010 025 100 der Anmelderin. Auf den dort beschriebenen Nockenwellen sind Nockenpaare oder Anordnungen von unterschiedlichen Nockenkonturen vorgesehen, welche durch das Verschieben der Nockenwelle bzw. von Teilen der Nockenwelle in Eingriff mit den Schlepphebeln kommen und somit für jeweils unterschiedliches Schließ- bzw. Öffnungsverhalten der Ventile des Verbrennungsmotors sorgen.
Weiterhin zeigt der Stand der Technik Anordnungen, die es erlauben, durch zwei unterschiedliche Nocken, die sich axial fest auf einer Nockenwelle befinden, ein Ventil anzusteuern. Bei einer in der Offenlegungsschrift DE 197 00 736 A1 beschriebenen Ausgestaltung ist eine Rolle axial verschiebbar auf einer Rollenachse eines Hebelelements vorgesehen. Der Rolle sind dabei auf der Nockenwelle zwei unterschiedliche Nocken zugeordnet. In Abhängigkeit von der axialen Position der Rolle entlang der Nockenwelle folgt die Rolle dem Verlauf der einen oder der anderen Nocke. Gleiches beschreibt die Offenlegungsschrift JP 6-182322 A . Eine ebenfalls in Bezug auf die axiale Position veränderliche Rolle, der zwei unterschiedliche Nocken zugeordnet sind, lässt sich der Offenlegungsschrift DE 10 2007 049 074 A1 entnehmen. Die Rolle besteht dabei im Wesentlichen aus zwei Teilen. Eine Stirnwand mit Ringkragen, welcher in Kontakt mit den Nocken kommt, und ein Zylinder umschließen gemeinsam einen Druckmittelraum, der mit Druck beaufschlagt werden kann, um die Stirnwand axial gegen eine Feder zu bewegen. Weiterhin beschreibt die Offenlegungsschrift JP 5-44410 A einen Nockenfolger, der zwei Ventile steuert und dessen axial verschiebbliche Rolle zwei unterschiedliche Nocken zugeordnet sind. Die axiale Bewegung wird über eine Feder auf der einen und eine Druckkammer auf der anderen Seite der Rolle realisiert. Eine alternative Umsetzung zur Erzeugung der axialen Bewegung der Rolle zwischen zwei Nocken beschreibt die Offenlegungsschrift JP 6-212924 A . Dafür ist die Rolle auf einem axial beweglichen Träger gelagert, der mit einem beweglichen Stift versehen ist. Dem Stift gegenüber auf der Nockenwelle befindet sich ein Nocken mit einem Profil, in das der Stift einbringbar ist. Das Profil ist so ausgestaltet, dass der Stift durch eine Drehung der Nockenwelle axial bewegt wird und dadurch den Träger der Rolle verschiebt. Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist, dass so auch der Aufbau der Nockenwelle grundlegend verändert werden muss und dass neben der exakten Ausrichtung der eigentlichen Nocken auch der Profilnocken in Relation zum Stift ausgerichtet werden muss.
Die Anordnungen zum Verschieben der Rollen gemäß dem Stand der Technik bestehen somit oft aus empfindlichen Bauteilen wie Federn bzw. anfälligen und in Nähe des Motors befindlichen Einheiten wie Druckräumen. Andere Ausgestaltungen können den prinzipiellen Aufbau des Motors bzw. der Peripherie deutlich verändern.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Schlepphebelanordnung vorzuschlagen, die eine möglichst einfache und robuste Variante zum Verschieben der Rolle relativ zu mindestens zwei Nocken bzw. Nockenprofilen erlaubt.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Schlepphebelanordnung und einen zugehörigen Verbrennungsmotor mit einer Schlepphebelanordnung.
Die erfindungsgemäße Schlepphebelanordnung, bei der die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeanordnung mindestens einen drehbar um einen Punkt auf der Längsachse des Schlepphebelkörpers ausgestalteten und angeordneten Stellhebel aufweist. Dabei weist der Stellhebel ein erstes Ende und ein zweites Ende auf und sind die Rolle und das erste Ende mechanisch miteinander gekoppelt. Weiterhin sind die Rolle und der Stellhebel derartig ausgestaltet, aufeinander abgestimmt und relativ zueinander angeordnet, dass eine Bewegung des zweiten Endes über das erste Ende eine Verschiebung der Rolle bewirkt. Die axiale Bewegung der Rolle entlang ihrer Drehachse wird somit über eine Verschiebeanordnung bewirkt, in der zumindest ein Stellhebel vorgesehen ist. Der Stellhebel ist mit einem Ende mit der Rolle mechanisch gekoppelt, so dass sich eine mechanische Bewegung bzw. Kraft zwischen Ende und Rolle überträgt. Die Bezeichnung Ende ist dabei weit aufzufassen und bezieht sich generell auf einen Bereich des Stellhebels, der in Richtung des jeweiligen Endes des Stellhebels orientiert ist. Der Stellhebel selbst ist drehbar um einen Punkt auf der Längsachse des Schlepphebelkörpers, die im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Rolle orientiert ist. Wird daher ein Ende des Stellhebels bewegt, so dreht sich der Stellhebel um den Punkt und bewegt die Rolle mit. Dabei sind vorzugsweise der Stellhebel und die damit verbundenen Elemente der Schlepphebelanordnung derartig ausgestaltet und angeordnet, dass auf den Stellhebel eine axiale Kraft wirkt (beispielsweise parallel zur Drehachse) und dass die Rolle ebenfalls axial bewegt wird.
Bei der Schlepphebelanordnung gilt prinzipiell, dass durch die axiale Verschiebbarkeit der Rolle des Schlepphebels unabhängig von dem Schlepphebelkörper die Rolle derartig verschoben werden kann, dass sie mit der gewünschten Nockenkontur oder dem gewünschten Nocken in Wechselwirkung tritt. Somit ergibt sich in Abhängigkeit von der axialen Position der Rolle jeweils ein anderes Schließverhalten des Ventils, welchem der Schlepphebel zugeordnet ist. Die Rolle ist dabei insbesondere in dem Schlepphebelkörper entlang der Drehachse bzw. der Trägerachse verschiebbar. Die Trägerachse ist dabei beispielsweise als Stab ausgestaltet, der durch eine entsprechende Aussparung der Rolle derartig hindurchgeführt ist, dass die Rolle entlang der Trägerachse und damit auch entlang der Drehachse axial verschiebbar und um die Drehachse drehbar ist. Dabei ist insbesondere vorzugsweise die Trägerachse fest in dem Schlepphebelkörper angeordnet. Die Trägerachse ist dabei insbesondere fest fixiert gegenüber einer axialen Bewegung längs ihrer eigenen Längsachse bzw. damit auch längs der Drehachse.
In einer Ausgestaltung der Schlepphebelanordnung ist das erste Ende – also das der Rolle zugewandte Ende – des Stellhebels im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet. Zwischen den zwei Flanken des U-förmigen ersten Endes des Stellhebels ist die Rolle angeordnet. In einer Variante führt auch die Wechselwirkung zwischen den Flanken und der Rolle zur Verschiebung der Rolle entlang ihrer Drehachse.
Für die Erzeugung der Bewegung ist in einer Ausgestaltung die Rolle verschiebbar auf einer Trägerachse des Schlepphebelkörpers angeordnet, weisen die zwei Flanken des U-förmigen ersten Endes des Stellhebels jeweils eine Aussparung auf und ist die Trägerachse durch die Aussparungen der zwei Flanken hindurchgeführt. In dieser Ausgestaltung umfassen die Flanken des ersten Endes des Stellhebels die Rolle und sind über ihre Aussparungen auf der Trägerachse geführt.
Zu beachten ist dabei, dass durch die Einwirkung der Nocken der Schlepphebel Bewegungen ausführt, durch die sich auch die Rolle und die Trägerachse relativ zum Stellhebel bewegen. In einer Variante bewegt sich der Stellhebel mit. In einer alternativen Ausgestaltung ist durch die Dimensionierung Sorge dafür getragen, dass die Bewegung in Folge des Einwirkens des Nockens nicht auf den Stellhebel übertragen wird. Dafür ist mindestens eine Aussparung der zwei Flanken als Längsnut ausgestaltet, wobei eine Breite der Längsnut größer oder gleich einem Außendurchmesser der Trägerachse ist. In einer Ausgestaltung sind beide Aussparungen Längsnuten und verfügen über die genannte Abmessung.
Die zwei Flanken verfügen in einer Ausgestaltung auf jeweils einer der Rolle zugewandten (Innen-)Seite jeweils über eine – insbesondere halbkugelförmig ausgestaltete – in Richtung der Rolle zeigende Erhöhung. Um den Kontakt zwischen Rolle und Flanken zu verbessern, wirken die Flanken über eine Halbkugel auf die Rolle bzw. in einer Ausgestaltung auf den äußeren Bund eines Lagers, auf dem die Rolle auf der Trägerachse ruht, so dass die Kraft von der Flanke nur auf das Lager und nicht direkt bzw. unmittelbar auf die Rolle selbst wirkt.
Der Stellhebel verfügt in einer Ausgestaltung über einen im Wesentlichen flach ausgestalteten Mittenabschnitt, wobei die zwei Flanken unter einem vorgebbaren Winkel zu einer Ebene, in welcher der Mittenabschnitt im Wesentlichen angeordnet ist, abgewinkelt sind. Die Flanken sind somit quasi nach oben bzw. unten geklappt. In einer Ausgestaltung stehen die Flanken insbesondere im Wesentlichen senkrecht auf der Ebene des Mittenabschnitts. Die Grundform des Stellhebels ist dabei beispielsweise im Wesentlichen zungenförmig gerade, wobei in dieser Ausgestaltung zumindest die Flanken „abstehen”.
Die folgenden Ausgestaltungen widmen sich der Erzeugung der gleichsam primären Bewegung, die über den Stellhebel zur Verschiebung der Rolle führt.
In einer Ausgestaltung ist das zweite Ende des Stellhebels mit einer mindestens eine Bewegung erzeugenden Steuereinheit mechanisch gekoppelt. Mechanische Kopplung bedeutet dabei, dass eine mechanische Kraft von der Steuereinheit auf das zweite Ende des Stellhebels z. B. in Form einer von der Steuereinheit erzeugten Bewegung übertragbar ist. Dabei verläuft insbesondere die von der Steuereinheit erzeugte Bewegung im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle. Die Steuereinheit verfügt dabei beispielsweise über einen Aktor in Form eines Elektromotors oder einer Hydraulikeinheit, die vorzugsweise neben dem Motor angeordnet ist und eine Bewegung erzeugt.
Für die Übertragung der Bewegung von der Steuereinheit auf den Stellhebel weist in einer Ausgestaltung das zweite Ende des Stellhebels mindestens eine Aussparung auf, durch die ein Stift (andere Bezeichnung ist: Pin) der Steuereinheit hindurchgeführt ist. Die Verbindung und Ausformung von Stellhebel und Stift sind dabei beispielsweise derartig, dass der Stift den Stellhebel mitnimmt und dadurch bewegt.
Das zweite Ende des Stellhebels ist in einer weiteren Ausgestaltung unter einem vorgebbaren Winkel zu der Ebene, in welcher der Mittenabschnitt im Wesentlichen angeordnet ist, abgewinkelt, wobei das erste Ende und das zweite Ende in eine gleiche Richtung senkrecht zu der Ebene abgewinkelt sind. In dieser Ausgestaltung sind beide Enden des beispielsweise im Wesentlichen zungenförmigen Stellhebels in die gleiche Richtung abgewinkelt. In einer alternativen Variante ist ein Ende „nach oben” und das andere „nach unten” abgewinkelt relativ zu der Ebene, in der der im Wesentlichen flache Mittenabschnitt liegt.
In einer Ausgestaltung ist die Trägerachse fest – und damit insbesondere axial unbeweglich – in dem Schlepphebelkörper angeordnet.
Für die Schlepphebelanordnung verfügt in einer Ausgestaltung der Schlepphebelkörper über ein ventilseitiges Ende und ein auflageseitiges Ende. Dabei ist die Rolle zwischen dem ventilseitigen Ende und dem auflageseitigen Ende angeordnet und es ist ein Ventilspielausgleichselement vorgesehen, das mit dem auflageseitigen Ende verbunden ist. Das ventilseitige Ende wirkt insbesondere auf das dem Schlepphebel zugeordnete Ventil oder die zugeordneten Ventile.
In einer mit der vorhergehenden Ausgestaltung einhergehenden Ausgestaltung ist der Stellhebel drehbar um das Ventilspielausgleichselement angeordnet ist. Die Abstützung des Stellhebels wird in dieser Ausgestaltung somit beispielsweise über einen äußeren Zylinder des Ventilspielausgleichselements realisiert. Als Alternative kann auch ein Zapfen oder eine Bohrung im Zylinderkopf verwendet werden für die Lagerung des Schlepphebels um den Drehpunkt.
Weiterhin wird die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe in einer weiteren Lehre der Erfindung bei einem eingangs genannten Verbrennungsmotor dadurch gelöst, dass mindestens eine Schlepphebelanordnung nach mindestens einer der zuvor genannten Ausgestaltungen vorgesehen ist und dass der mindestens eine Schlepphebel einer solchen Schlepphebelanordnung einer Nockenkombination mit mindestens zwei unterschiedlichen Nocken und/oder Nockenprofilen der Nockenwelle des Verbrennungsmotors zugeordnet ist. Die unterschiedlichen Nocken bzw. Nockenprofile treten dabei in Abhängigkeit von der axialen Position der Rolle in Wechselwirkung mit dem Schlepphebel und führen somit zu einer anderen Ansteuerung des Ventils, welchem der Schlepphebel zugeordnet ist. Die oben gemachten Ausführungen und Erläuterungen bezüglich der Schlepphebelanordnung gelten somit entsprechend auch für den Verbrennungsmotor, in dem die Schlepphebelanordnung Anwendung findet.
In einer Ausgestaltung des Verbrennungsmotors weist die Nockenwelle eine Längsachse auf, relativ zu der der Schlepphebelkörper des Schlepphebels axial fest angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung hat der Schlepphebelkörper eine feste axiale Position. In einer Ausgestaltung ist ebenfalls die Nockenwelle axial fest angeordnet.
In Abhängigkeit von den Gegebenheiten des Verbrennungsmotors bzw. der Nockenwelle lässt sich in einer Ausgestaltung für die Schlepphebelanordnung angeben, dass eine Länge der mindestens einen als Längsnut ausgestalteten Aussparung der zwei Flanken größer oder gleich einer maximal durch die Nockenkombination über die Rolle bewirkten Bewegung der Trägerachse ist. Die Längsnute ist oder die Längsnuten sind derartig ausgestaltet, dass die Trägerachse sich relativ zum Stellhebel bzw. zu der oder den Flanken frei und ohne Bewegungsübertragung bewegen kann.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1: eine Draufsicht auf einen Schlepphebel,
2: eine Draufsicht auf Bestandteile eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors,
3: eine Draufsicht auf für die Beschreibung der erfindungsgemäßen Schlepphebelanordnung und des damit ausgestatteten Verbrennungsmotors in einer Variante zur Ausgestaltung der 2,
4: einen Schnitt durch die Anordnung der 3 entlang der Achse AA,
5: eine Draufsicht auf die 3 mit der eingezeichneten Achse AA und
6: die Draufsicht der 5 ohne Darstellung der Nockenwelle.
In der 1 ist ein Schlepphebel 1 dargestellt. Die hier links befindliche Seite des Schlepphebelkörpers 2 dient der Auflage auf einem Abstützelement oder einem hydraulischen Ventilspielausgleich. Die rechte Seite dient der Betätigung eines Ventils eines Verbrennungsmotors. In dieser Ausgestaltung ist der Schlepphebelkörper 2 im Wesentlichen symmetrisch zu seiner Längsachse 3 ausgestaltet. Der Schlepphebelkörper 2 verfügt über eine Aussparung 6, in welcher sich hier eine Trägerachse 7 für die Rolle 4 befindet. Die Trägerachse 7 bildet dabei in dieser Ausgestaltung auch die Drehachse 5, um welche die Rolle 4 zum einen drehbar und entlang derer die Rolle 4 zum anderen verschiebbar angeordnet ist. Die Trägerachse 7 ist innerhalb des Schlepphebelkörpers 2 axial fest. Da über die Rolle 4 der jeweilige Nocken bzw. das jeweilige Nockenprofil auf den Schlepphebel 1 einwirkt, kann je nach axialer Position der Rolle 4 ein spezieller Nocken bzw. ein Nockenprofil ausgesucht und für die Steuerung des mit dem Schlepphebel 1 verbundenen Ventils verwendet werden. Der Schlepphebelkörper 2 ist dabei in einer Ausgestaltung insbesondere axial relativ zur Nockenwelle fixiert. Für das Verschieben der Rolle 4 sind dabei vorzugsweise eine passende Lagerung und eine passende Aktorik vorgesehen.
Die 2 zeigt Teile eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors. Der Schlepphebel 1 ist hier entsprechend der 1 ausgestaltet. Es ist zu erkennen, dass der Schlepphebel 1 auf der einen Seite Kontakt mit dem Ventil 13 und auf der anderen Seite mit einem Abstützelement in Form eines Ventilspielausgleichselements 14 hat. Auf der Nockenwelle 10 befinden sich hier zwei Nockenkombinationen 11, die jeweils zwei unterschiedlich ausgestaltete Nocken aufweisen und die somit auch ein unterschiedliches Schließ- und Öffnungsverhalten des jeweils zugeordneten Ventils 13 hervorrufen können. Die Nockenwelle 10 dreht sich dabei beim Betrieb des Verbrennungsmotors um ihre Längsachse 12, welche parallel zur Drehachse 5 des Schlepphebels 1 liegt. Der Schlepphebelkörper 2 ist axial relativ zur Längsachse 12 der Nockenwelle 10 fixiert. Durch die axiale Verschiebbarkeit der Rolle 4 des Schlepphebels 1 längs der Drehachse 5 kann in dieser Ausgestaltung das eine oder das andere Nockenprofil zur Steuerung des Ventils 13 verwendet werden. In anderen Ausgestaltungen sind Nockenprofile 11 mit mehr als zwei unterschiedlichen Profilen auf der Nockenwelle 10 vorgesehen.
Die 3 zeigt eine Schlepphebelanordnung bestehend aus dem Schlepphebel 1 und der Verschiebeanordnung 20 als Teil eines Verbrennungsmotors. Der Schlepphebelkörper 2 ruht mit dem ventilseitigen Ende 33 auf dem Ventil 13 und wird mit dem auflageseitigen Ende 34 von dem Ventilspielausgleichselement 14 auf dem Motorblock abgestützt. Die zwischen den beiden Enden 33, 34 angeordnete Rolle 4 tritt dabei in Kontakt mit der Nockenkombination 11 der Nockenwelle 10.
Für das Ansteuern der unterschiedlichen Nockenprofile ist die Rolle 4 axial längs der Trägerachse 7 innerhalb des Schlepphebelkörpers 2 verschiebbar, wobei die Verschiebung über die Verschiebeanordnung 20 erzeugt wird.
Die Verschiebeanordnung 20 verfügt für diesen Zweck über einen Stellhebel 22, dessen im Wesentlichen flach ausgestaltetes Mittenteil 29 von dem Ventilspielausgleichselement 14 durchstoßen wird, so dass der Stellhebel 22 um das Ventilspielausgleichselement 14 drehbar ist. Eine solche Drehung wird dadurch bewirkt, dass das zweite Ende 24 des Stellhebels 22 mit dem Stift 31 der Steuereinheit 30 verbunden ist.
Der Stift 31 wird dabei von einer Aktorik, beispielsweise einem elektromagnetischen Motor oder einer Hydraulikanordnung als Teil der Steuereinheit 30 axial bewegt. In dem gezeigten Fall findet dabei die Bewegung des Stifts 31 insbesondere im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Rolle 4 und zur Längsachse der Nockenwelle 10 statt. In Abhängigkeit von der Ausformung des Stellhebels 22 und der Orientierung zwischen Stift 31 und Stellhebel 22 können jedoch auch andere Bewegungsrichtungen die jeweils gewünschte Drehung des Stellhebels 22 erzielen.
Durch eine Aussparung 32 des zweiten Endes 24 reicht dabei der Stift 31 hindurch und bewirkt über die Ausgestaltung des zweiten Endes 24 bzw. des Stifts 31, dass das zweite Ende 24 den Bewegungen des Stifts 31 folgt. Hier ruht das zweite Ende 24 in einer Vertiefung, die breiter als das Ende 24 ist, zwischen zwei haltenden Erhöhungen des Stifts 31.
Die axiale Bewegung des Stifts 31, die daher nur zu geringen Anforderungen bei der Aktorik der Steuereinheit 30 führt, wird durch die drehbare Lagerung des Stellhebels 22 um das Ventilspielausgleichselements 14 herum zu einer axialen Verschiebung der Rolle 4. Bei der Schlepphebelanordnung wird somit eine axiale Bewegung über eine Drehung in eine weitere axiale Bewegung übertragen.
In der 4 sind das erste Ende 23 und das zweite Ende 24 des Stellhebels 22 gut zu erkennen. Durch die kreisförmig ausgeführte Aussparung 32 des zweiten Endes 24 erstreckt sich der Stift 31 der Steuereinheit 30. Der Mittenabschnitt 29 des Stellhebels 22 zeigt sich in seiner im Wesentlichen flächigen Ausgestaltung und ist um das Ventilspielausgleichselement 14 herum unterhalb des auflageseitigen Endes 34 des Schlepphebelkörpers 2 gelagert. Das erste Ende 23 des Stellhebels 22 verfügt an der Flanke 25 über eine als Längsnut ausgestaltete Aussparung 26. In dieser Längsnut 26 ist die Führungsachse 7 angeordnet, auf der wiederum über ein Lager die Rolle 4 angeordnet ist. Das Lager ist dabei in einer Ausgestaltung längs der Führungsachse 7 insbesondere breiter ausgeführt als die Breite der Rolle 4. Dies dient dem Kontakt mit den Flanken 25, so dass das Lager und nicht die Rolle 4 selbst von den Flanken berührt wird, was ein Verkippen der Rolle 4 und somit ein Verklemmen derselben ausschließt.
Die Rolle 4 folgt der jeweiligen Kontur der Nockenkombination 11 und drückt damit auf die Drehachse 7, die fest mit dem Schlepphebelkörper 2 verbunden ist. Daher folgt insbesondere auch das ventilseitige Ende 33 des Schlepphebelkörpers 2 dem Nockenprofil und steuert darüber das Ventil 13. Damit diese Bewegung der Rolle 4 bzw. der Drehachse 7 durch den Stellhebel 22 nicht beeinflusst wird bzw. damit umgekehrt diese Bewegung nicht materialermüdend auf den Stellhebel 22 einwirkt, entspricht die Breite der Längsnut 26 zumindest dem Außendurchmesser der Drehachse 7 und entspricht die Länge der Längsnut 26 zumindest dem effektiv wirksamen maximalen Hub der Konturen der Nockenkombination.
Das erste Ende 23 und das zweite Ende 24 des Stellhebels 22 sind jeweils aus der Ebene, in der sich der Mittenabschnitt 29 befindet, in die gleiche Richtung abgewinkelt. Das erste Ende 23 steht dabei im Wesentlichen senkrecht auf der Ebene und das zweite Ende 24 ist ungefähr in einem 45°-Winkel geneigt.
Die 5 zeigt die Anordung der 4 in der Draufsicht. Dabei ist die Linie AA, der entlang der in der 4 gezeigte Schnitt verläuft, eingezeichnet. Für die Übersichtlichkeit sind in der 5 nicht alle Bezugszeichen der 4 eingetragen.
Unterhalb der Nockenwelle 10 mit der Nockenkombination 11 befindet sich die Rolle 4, die von dem U-förmigen ersten Ende 23 des Stellhebels 22 oder genauer von deren Flanken 25 eingefasst wird. Der Stellhebel 22 ist dabei in der gezeigten Ausgestaltung verkippt zwischen der Drehachse der Rolle 4 und der Verschiebeachse des Stifts 31 der Steuereinheit 30 angeordnet. Zu erkennen ist insbesondere, dass das zweite Ende 24 des Stellhebels 22 innerhalb einer Vertiefung des Stifts 31 gehalten wird. Bewegt sich der Stift 31 axial, so folgt ihm der Stellhebel 22 mit dem zweiten Ende 24 und dreht sich über die Fixierung um den Drehpunkt, so dass das erste Ende 23 der Bewegung folgt und daher die Rolle 4 über eine ihrer Flanken 25 mitnimmt.
Im gezeigten Beispiel würde sich für eine Änderung der Ventilsteuerung der Stift 31 nach rechts bewegen. Dem folgt das zweite Ende 24 des Stellhebels 22 und dadurch bewegt sich das erste Ende 23 des Stellhebels 22 nach links. Dadurch drückt die rechte Flanke 2 gegen die Rolle 4 bzw. gegen deren Lagerung und verschiebt die Rolle 4 ebenfalls nach links, so dass die linke Kontur der Nockenkombination 11 die weitere Ventilsteuerung bestimmt.
In der 6 ist bei der Anordnung der 5 ohne die Nockenwelle zu erkennen, wie sich der Stellhebel 22 bewegt und die Rolle 4 mitbewegt. Der Drehpunkt des Stellhebels 22 liegt auf der Längsachse 3 des Schlepphebelkörpers 2.
Durch die relative lose Verbindung zwischen den Enden 23, 24 und dem Stift 31 bzw. der Rolle 4, die durch ein jeweils relativ großes Spiel, das ein Verkippen des Stellhebels 22 relativ zum Stift 31 bzw. zur Rolle 4 erlaubt, gegeben ist, wird die Drehung des Stellhebels 22 zur Vermittlung zwischen den beiden axialen Bewegungen des Stifts 31 bzw. der Rolle 4 längs der Drehachse 5 genutzt.
An den Innenseiten 27 der Flanken 25 des U-förmigen ersten Endes 23 des Stellhebels 22 befindet sich jeweils eine in Richtung der Rolle 4 gerichtete Erhebung 28. Die Erhebungen 28 sind dabei vorzugsweise halbkugelförmig ausgestaltet, um das Verkippen des Stellhebels 22 besser in die axiale Verschiebung der Rolle 4 zu übertragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19816020 A1 [0002]
DE 102008029333 A1 [0002]
DE 102010025099 [0003]
DE 102010025100 [0003]
DE 19700736 A1 [0004]
JP 6-182322 A [0004]
DE 102007049074 A1 [0004]
JP 5-44410 A [0004]
JP 6-212924 A [0004]

Claims

Schlepphebelanordnung, mit mindestens einem Schlepphebel (1), der einen Schlepphebelkörper (2) und eine Rolle (4) aufweist, wobei der Schlepphebelkörper (2) eine Längsachse (3) aufweist, wobei die Rolle (4) um eine Drehachse (5) drehbar in dem Schlepphebelkörper (2) gelagert ist, wobei die Längsachse (3) und die Drehachse (5) im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen, und wobei die Rolle (4) derartig ausgestaltet und gelagert ist, dass die Rolle (4) entlang der Drehachse (5) verschiebbar ist, und mit mindestens einer Verschiebeanordnung (20) zum Verschieben der Rolle (4) entlang der Drehachse (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeanordnung (20) mindestens einen drehbar um einen Punkt auf der Längsachse (3) des Schlepphebelkörpers (2) ausgestalteten und angeordneten Stellhebel (22) aufweist, dass der Stellhebel (22) ein erstes Ende (23) und ein zweites Ende (24) aufweist, dass die Rolle (4) und das erste Ende (23) mechanisch miteinander gekoppelt sind, und dass die Rolle (4) und der Stellhebel (22) derartig ausgestaltet, aufeinander abgestimmt und relativ zueinander angeordnet sind, dass eine Bewegung des zweiten Endes (24) über das erste Ende (23) eine Verschiebung der Rolle (4) bewirkt.
Schlepphebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (23) des Stellhebels (22) im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet ist, und dass die Rolle (4) zwischen zwei Flanken (25) des U-förmigen ersten Endes (23) des Stellhebels (22) angeordnet ist.
Schlepphebelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (4) verschiebbar auf einer Trägerachse (7) des Schlepphebelkörpers (2) angeordnet ist, dass die zwei Flanken (25) des U-förmigen ersten Endes (23) des Stellhebels (22) jeweils eine Aussparung (26) aufweisen, und dass die Trägerachse (7) durch die Aussparungen (26) der zwei Flanken (25) hindurchgeführt ist.
Schlepphebelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Aussparung (26) der zwei Flanken (25) als Längsnut ausgestaltet ist, wobei eine Breite der Längsnut größer oder gleich einem Außendurchmesser der Trägerachse (7) ist.
Schlepphebelanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Flanken (25) auf jeweils einer der Rolle (4) zugewandten Seite (27) jeweils eine – insbesondere halbkugelförmig ausgestaltete – in Richtung der Rolle (4) zeigende Erhöhung (28) aufweisen.
Schlepphebelanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (22) einen im Wesentlichen flach ausgestalteten Mittenabschnitt (29) aufweist, und dass die zwei Flanken (25) unter einem vorgebbaren Winkel zu einer Ebene, in welcher der Mittenabschnitt (29) im Wesentlichen angeordnet ist, abgewinkelt sind.
Schlepphebelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (24) des Stellhebels (22) mit einer mindestens eine – insbesondere im Wesentlichen parallel zur Drehachse (7) axial verlaufende – Bewegung erzeugenden Steuereinheit (30) mechanisch gekoppelt ist.
Schlepphebelanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (24) des Stellhebels (22) mindestens eine Aussparung (32) aufweist, durch die ein Stift (31) der Steuereinheit (30) hindurchgeführt ist.
Schlepphebelanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, insofern von Ansprüche 6 abhängig, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (24) des Stellhebels (22) unter einem vorgebbaren Winkel zu der Ebene, in welcher der Mittenabschnitt (29) im Wesentlichen angeordnet ist, abgewinkelt ist, wobei das erste Ende (23) und das zweite Ende (24) in eine gleiche Richtung senkrecht zu der Ebene abgewinkelt sind.
Schlepphebelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerachse (7) fest in dem Schlepphebelkörper (2) angeordnet ist.
Schlepphebelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlepphebelkörper (2) ein ventilseitiges Ende (33) und ein auflageseitiges Ende (34) aufweist, wobei die Rolle (4) zwischen dem ventilseitigen Ende (33) und dem auflageseitigen Ende (34) angeordnet ist, und wobei ein Ventilspielausgleichselement (14) vorgesehen ist, das mit dem auflageseitigen Ende (34) verbunden ist.
Schlepphebelanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellhebel (22) drehbar um das Ventilspielausgleichselement (14) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor, mit mindestens einer Nockenwelle (10), die mindestens eine Nockenkombination (11) mit mindestens zwei unterschiedlichen Nocken und/oder Nockenprofilen aufweist, und mit mindestens einer Schlepphebelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Schlepphebel (1) der Schlepphebelanordnung der Nockenkombination (11) zugeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (10) eine Längsachse (12) aufweist, und dass der Schlepphebelkörper (2) des Schlepphebels (1) relativ zur Längsachse (12) der Nockenwelle (10) axial fest angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 13 oder 14 und der Schlepphebelanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, insofern von Anspruch 4 abhängig, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge der mindestens einen als Längsnut ausgestalteten Aussparung (26) der zwei Flanken (25) größer oder gleich einer maximal durch die Nockenkombination (11) über die Rolle (4) bewirkten Bewegung der Trägerachse (7) ist.