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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Motorbaugruppen, die Anordnungen für variablen Ventilhub aufweisen.
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HINTERGRUND
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Dieser Abschnitt sieht Hintergrundinformation in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung vor, die nicht unbedingt Stand der Technik sein braucht.
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Verbrennungsmotoren können ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff in Zylindern verbrennen und dadurch Antriebsmoment erzeugen. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erzeugt Abgase. Ventilhubmechanismen können ein Öffnen und Schließen von Ansaug- und Abgasventilen steuern, um die Luftströmung zu dem Brennraum und die Abgasströmung von dem Brennraum zu steuern. Mechanismen mit variabler Ventilsteuerung können dazu verwendet werden, das Öffnen und/oder Schließen von Ansaug- und/oder Abgasventilen einzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Motorbaugruppe kann einen Motorblock, eine Zylinderkopfbaugruppe, ein erstes Ventil, ein zweites Ventil, einen ersten Ventilhubmechanismus, einen zweiten Ventilhubmechanismus und eine Nockenwelle aufweisen. Der Motorblock kann einen ersten Zylinder und einen zweiten Zylinder definieren. Die Zylinderkopfbaugruppe kann ein erstes Element, das mit dem Motorblock gekoppelt ist, und ein zweites Element aufweisen, das mit dem ersten Element gekoppelt ist.
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Das erste Element kann einen ersten Kanal in Kommunikation mit dem ersten Zylinder und einen zweiten Kanal in Kommunikation mit dem zweiten Zylinder definieren. Das zweite Element kann einen sich längs erstreckenden Abschnitt definieren, der an einer ersten lateralen Hälfte des ersten Elements angeordnet ist. Ein erster Steuerdurchgang und ein zweiter Steuerdurchgang können zwischen dem ersten Element und dem sich längs erstreckenden Abschnitt des zweiten Elements definiert sein. Das zweite Element kann eine Wand definieren, die den ersten und zweiten Steuerdurchgang voneinander trennt.
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Das erste Ventil kann in dem ersten Kanal angeordnet sein und das zweite Ventil kann in dem zweiten Kanal angeordnet sein. Der erste Ventilhubmechanismus kann an der Zylinderkopfbaugruppe geträgert sein und mit dem ersten Ventil in Eingriff stehen und in Kommunikation mit dem ersten Steuerdurchgang stehen. Der zweite Ventilhubmechanismus kann an der Zylinderkopfbaugruppe geträgert sein und mit dem zweiten Ventil in Eingriff stehen und in Kommunikation mit dem zweiten Steuerdurchgang stehen. Die Nockenwelle kann an der Zylinderkopfbaugruppe geträgert sein und mit dem ersten und zweiten Ventilhubmechanismus in Eingriff stehen.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier vorgesehenen Beschreibung offensichtlich. Die Beschreibung und spezifische Beispiele dieser Zusammenfassung sind nur zu Veranschaulichungszwecken und nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sind nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise einzuschränken.
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1 ist eine schematische Schnittansicht einer Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist eine zusätzliche schematische Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1;
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3 ist eine perspektivische Ansicht der Zylinderkopfbaugruppe von der Motorbaugruppe der 1 und 2;
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4 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Zylinderkopfbaugruppe von 3;
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5 ist eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht der Motorbaugruppe von 1;
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6 ist eine bruchstückhafte Schnittansicht der Motorbaugruppe von 1; und
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7 ist eine bruchstückhafte Schnittansicht einer alternativen Motorbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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Entsprechende Bezugszeichen geben über die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg entsprechende Teile an.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nun werden Beispiele der vorliegenden Offenbarung detaillierter unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und nicht dazu bestimmt, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Gebräuche zu beschränken.
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Es sind beispielhafte Ausführungsformen vorgesehen, sodass diese Offenbarung vollständig ist und den Schutzumfang dem Fachmann vollständig vermittelt. Es sind zahlreiche spezifische Details dargestellt, wie Beispiele spezifischer Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Es ist dem Fachmann offensichtlich, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden können, und nicht so ausgelegt werden sollen, dass der Schutzumfang der Offenbarung beschränkt wird. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen sind gut bekannte Prozesse, gut bekannte Vorrichtungsstrukturen und gut bekannte Technologien nicht detailliert beschrieben.
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Wenn ein Element oder eine Schicht als ”an”, ”in Eingriff mit”, ”verbunden mit” oder ”gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, kann sie sich direkt auf dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit befinden oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu braucht, wenn ein Element als ”direkt auf”, ”direkt in Eingriff mit”, ”direkt verbunden mit” oder ”direkt gekoppelt mit” einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet ist, sei auf eine ähnliche Weise zu interpretieren (beispielsweise ”zwischen” gegenüber ”direkt zwischen”, ”benachbart” gegenüber ”direkt benachbart”, etc.). Der hier verwendete Begriff ”und/oder” umfasst jede und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Objekte.
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Obwohl die Begriffe erstes, zweites, drittes, etc. hier dazu verwendet sein können, verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe beschränkt sein. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe, wie ”erstes”, ”zweites” und andere numerische Begriffe, wenn sie hier verwendet sind, implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, sofern es durch den Kontext nicht deutlich angegeben ist. Somit kann ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, wie unten beschrieben ist, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt ohne Abweichung von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen beschrieben werden.
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Mit Bezugnahme auf die 1–3 ist eine Motorbaugruppe 10 veranschaulicht und kann einen Motoraufbau 12, eine Kurbelwelle 14, Kolben 16 sowie eine Ventiltriebbaugruppe 18 aufweisen. Der Motoraufbau 12 kann einen Motorblock 20 und eine Zylinderkopfbaugruppe 22 aufweisen. Der Motoraufbau 12 kann Zylinder 24, 26 in dem Motorblock 20 definieren, die die Kolben 16 aufnehmen. Ein erster Zylinder 24 ist in 1 gezeigt und ein zweiter Zylinder 26 benachbart dem ersten Zylinder 24 ist in 2 gezeigt.
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Es ist eine Vier-Zylinder-Motorbaugruppe veranschaulicht, die der Einfachheit halber mit einem ersten und zweiten Zylinder 24, 26 beschrieben ist. Jedoch sei zu verstehen, dass die vorliegenden Lehren gleichermaßen auf eine beliebige Anzahl von Kolben-Zylinder-Anordnungen und eine Vielzahl von Hubmotorkonfigurationen gelten, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, V-Motoren, Reihenmotoren und Boxermotoren wie auch Konfigurationen mit oben liegender Nockenwelle und im Block befindlicher Nockenwelle.
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Die Zylinderkopfbaugruppe 22 kann ein erstes Element 28, das mit dem Motorblock 20 gekoppelt ist, und ein zweites Element 30 aufweisen, das mit dem ersten Element 28 gekoppelt ist. Das erste Element 28 kann Ansaug- und Abgaskanäle definieren. Genauer kann ein erster Kanal 32 in Kommunikation mit dem ersten Zylinder 24 stehen (1) und ein zweiter Kanal 34 kann in Kommunikation mit dem zweiten Zylinder 26 stehen (2). Der erste und zweite Kanal 32, 34 können jeweils einen Ansaugkanal bilden. Das erste Element 28 kann auch einen ersten Abgaskanal 36 in Kommunikation mit dem ersten Zylinder 24 (1) und einen zweiten Abgaskanal 38 in Kommunikation mit dem zweiten Zylinder 26 (2) definieren. Anhand eines nicht beschränkenden Beispiels veranschaulicht die in den 1–3 gezeigte Anordnung eine Vier-Ventil-Konfiguration, die zwei Ansaugkanäle und zwei Abgaskanäle für jeden Zylinder aufweist. Das erste Element 28 kann zusätzlich Öllieferdurchgänge 40, 42 für eine Spieleinstelleinrichtung sowie Öffnungen 44, 46 definieren, die die Öllieferdurchgänge 40, 42 der Spieleinstelleinrichtung kreuzen.
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Das zweite Element 30 kann eine erste Seite 48, die an dem ersten Element 28 anliegt und zu dem Motorblock 20 weist, und eine zweite Seite 50, die der ersten Seite 48 gegenüberliegt, aufweisen. Die zweite Seite 50 kann eine Nockenwellenträgerfläche definieren, die Nockenlagergebiete 52 aufweist. Das zweite Element 30 kann einen monolithischen Körper aufweisen, der acht Ölliefergebiete 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68 definiert (eines für jedes Paar von Ansaugventilen und eines für jedes Paar von Abgasventilen für jeden Zylinder), die voneinander durch Wände 70, 72, 74, 76, 78, 80 getrennt sind.
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Der monolithische Körper kann einen ersten und zweiten sich längs erstreckenden Abschnitt 31, 33 bilden, wobei sich Querelemente 35 lateral zwischen dem ersten und zweiten sich längs erstreckenden Abschnitt 31, 33 an den Nockenlagergebieten 52 erstrecken. Der erste sich längs erstreckende Abschnitt 31 kann an einer ersten lateralen Hälfte des ersten Elements 28 der Zylinderkopfbaugruppe 22 angeordnet sein und kann vier der Ölliefergebiete 54, 56, 58, 60 für eine Ansaugseite der Zylinderkopfbaugruppe 22 definieren. Der zweite sich längs erstreckende Abschnitt 33 kann an einer zweiten lateralen Hälfte des ersten Elements 28 der Zylinderkopfbaugruppe 22 angeordnet sein und kann vier der Ölliefergebiete 62, 64, 66, 68 für eine Abgasseite der Zylinderkopfbaugruppe 22 definieren. Zur Vereinfachung können das erste und zweite Ölliefergebiet 54, 56 beschrieben sein, wobei zu verstehen sei, dass die Beschreibung gleichermaßen für die verbleibenden Ölliefergebiete 58, 60, 62, 64, 66, 68 gilt.
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Das erste Ölliefergebiet 54 kann eine erste Ausnehmung 82, die in der ersten Seite 48 des zweiten Elements 30 definiert ist, und erste Spieleinstelleinrichtungsdurchgänge 84 aufweisen. Gleichermaßen kann das zweite Ölliefergebiet 56 eine zweite Ausnehmung 86, die in der ersten Seite 48 des zweiten Elements 30 definiert ist, und zweite Spieleinstelleinrichtungsdurchgänge 88 aufweisen. Ein erster Steuerdurchgang 92 und ein zweiter Steuerdurchgang 94 können zwischen dem ersten und zweiten Element 28, 30 definiert sein. Die erste Ausnehmung 82 und eine benachbarte Fläche des ersten Elements 28 können den ersten Steuerdurchgang 92 definieren. Die zweite Ausnehmung 86 und die benachbarte Fläche des ersten Elements 28 können den zweiten Steuerdurchgang 94 definieren. Der erste und zweite Steuerdurchgang 92, 94 können voneinander durch die Wand 70 isoliert sein, die durch das zweite Element 30 definiert ist. Die Kombination des ersten Spieleinstelleinrichtungsdurchgangs 84 und der Öffnung 44 in dem ersten Element 28 kann ein erstes Spieleinstelleinrichtungsgehäuse 96 bilden, und die Kombination des zweiten Spieleinstelleinrichtungsdurchgangs 88 und der Öffnung 46 in dem zweiten Element 30 kann ein zweites Spieleinstelleinrichtungsgehäuse 98 bilden.
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Die Ventiltriebbaugruppe 18 ist der Einfachheit halber in Bezug auf einen der Kanäle für jeden des ersten und zweiten Zylinders 24, 26 beschrieben. Wie in den 1 und 2 zu sehen ist, kann die Ventiltriebbaugruppe 18 eine Nockenwelle 100, ein erstes Ventil 102, ein zweites Ventil 104, einen ersten Ventilhubmechanismus 106, einen zweiten Ventilhubmechanismus 108, eine erste Spieleinstelleinrichtung 110 und eine zweite Spieleinstelleinrichtung 112 aufweisen. Die Nockenwelle 100 kann zur Rotation an Nockenlagergebieten 52 gelagert sein, die an dem zweiten Element 30 der Zylinderkopfbaugruppe 22 angeordnet sind. Das erste Ventil 102 kann in dem ersten Kanal 32 angeordnet sein, und das zweite Ventil 104 kann in dem zweiten Kanal 34 angeordnet sein.
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Der erste Ventilhubmechanismus 106 kann an der Zylinderkopfbaugruppe 22 geträgert sein und mit dem ersten Ventil 102 in Eingriff stehen und kann in Kommunikation mit dem ersten Steuerdurchgang 92 stehen. Gleichermaßen kann der zweite Ventilhubmechanismus 108 an der Zylinderkopfbaugruppe 22 geträgert sein und mit dem zweiten Ventil 104 in Eingriff stehen und kann in Kommunikation mit dem zweiten Steuerdurchgang 94 stehen. Der erste Ventilhubmechanismus 106 kann einen ersten mehrstufigen Ventilhubmechanismus bilden, und der zweite Ventilhubmechanismus 108 kann einen zweiten mehrstufigen Ventilhubmechanismus bilden.
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In dem vorliegenden nicht beschränkenden Beispiel ist die erste Spieleinstelleinrichtung 110 in dem ersten Spieleinstelleinrichtungsgehäuse 96 angeordnet, und die zweite Spieleinstelleinrichtung 112 ist in dem zweiten Spieleinstelleinrichtungsgehäuse 98 angeordnet. Der erste Ventilhubmechanismus 106 kann an der ersten Spieleinstelleinrichtung 110 geträgert sein und in Kommunikation mit dem ersten Steuerdurchgang 92 über die erste Spieleinstelleinrichtung 110 stehen, und der zweite Ventilhubmechanismus 108 kann an der zweiten Spieleinstelleinrichtung 112 geträgert sein und in Kommunikation mit dem zweiten Steuerdurchgang 94 über die zweite Spieleinstelleinrichtung 112 stehen, wie nachfolgend diskutiert ist. Der erste und zweite Ventilhubmechanismus 106, 108 und die erste und zweite Spieleinstelleinrichtung 110, 112 können ähnlich zueinander sein. Daher sind der erste Ventilhubmechanismus 106 und die erste Spieleinstelleinrichtung 110 beschrieben, wobei zu verstehen sei, dass die Beschreibung gleichermaßen auf den zweiten Ventilhubmechanismus 108 und die zweite Spieleinstelleinrichtung 112 Anwendung findet.
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Mit zusätzlichen Bezug auf 5 kann der erste Ventilhubmechanismus 106 einen Kipphebel mit einem ersten und zweiten Element 114 und 116 und einen Sperrmechanismus (nicht gezeigt) bilden. Die Nockenwelle 100 kann ein erstes Erhebungselement 118 (1 und 5), das mit dem ersten Ventilhubmechanismus 106 in Eingriff steht, und ein zweites Erhebungselement 120 (2) ähnlich dem ersten Erhebungselement 118 aufweisen, das mit dem zweiten Ventilhubmechanismus 108 in Eingriff steht. Das erste Erhebungselement 118 kann eine erste, zweite und dritte Erhebung 122, 124, 126 aufweisen. Die erste und dritte Erhebung 122, 126 können mit dem ersten Element 114 in Eingriff stehen, und die zweite Erhebung 124 kann mit dem zweiten Element 116 in Eingriff stehen.
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Der erste Ventilhubmechanismus 106 kann in einem ersten Hubmodus und in einem zweiten Hubmodus betreibbar sein, der eine größere Verstellung des ersten Ventils 102 bereitstellt, als in dem ersten Hubmodus. Der zweite Ventilhubmechanismus 108 kann auch in dem ersten Hubmodus und dem zweiten Hubmodus betreibbar sein. In einer ersten Anordnung können der erste und zweite Hubmodus jeweils eine gewisse Größe an Ventilöffnung bereitstellen. In einer zweiten Anordnung kann der erste Hubmodus umfassen, dass das erste Ventil 102 in einer geschlossenen Position gehalten wird, wenn das erste Erhebungselement 118 mit dem ersten Ventilhubmechanismus 106 in Eingriff steht. Gleichermaßen kann die zweite Anordnung umfassen, dass das zweite Ventil 104 in einer geschlossenen Position gehalten wird, wenn das zweite Erhebungselement 120 mit dem zweiten Ventilhubmechanismus 108 in Eingriff steht.
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Anhand eines nicht beschränkenden Beispiels können das erste und zweite Element 114, 116 zur Verstellung miteinander über den Sperrmechanismus während des zweiten Hubmodus gesichert werden und können relativ zueinander während des ersten Hubmodus verstellbar sein. Der erste Ventilhubmechanismus 106 kann zwischen dem ersten Hubmodus und dem zweiten Hubmodus durch Druck beaufschlagtes Fluid geschaltet werden, das durch den ersten Steuerdurchgang 92 über die erste Spieleinstelleinrichtung 110 bereitgestellt wird. Gleichermaßen kann der zweite Ventilhubmechanismus 108 zwischen dem ersten Hubmodus und dem zweiten Hubmodus durch Druck beaufschlagtes Fluid geschaltet werden, das durch den zweiten Steuerdurchgang 94 über die zweite Spieleinstelleinrichtung 112 bereitgestellt wird.
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Wie in 6 zu sehen ist, kann die erste Spieleinstelleinrichtung 110 einen Außenkörper 128 und ein Innenelement 130 aufweisen, das in dem Außenkörper 128 axial verstellbar ist. Wenn die erste Spieleinstelleinrichtung 110 in dem ersten Spieleinstelleinrichtungsgehäuse 96 angeordnet ist und die zweite Spieleinstelleinrichtung in dem zweiten Spieleinstelleinrichtungsgehäuse angeordnet ist, kann der Öllieferdurchgang 40 der Spieleinstelleinrichtung von dem ersten und zweiten Steuerdurchgang 92, 94 getrennt sein. Der erste und zweite Steuerdurchgang 92, 94 können voneinander durch die Wand 70 getrennt sein. Die Kombination des Außenkörpers 128 und des Innenelements 130 kann eine Vorspannkammer 132 in Kommunikation mit dem Öllieferdurchgang 40 der Spieleinstelleinrichtung bilden. Das druckbeaufschlagte Öl, das an die Vorspannkammer 132 von dem Öllieferdurchgang 40 der Spieleinstelleinrichtung bereitgestellt wird, kann das Innenelement 130 auswärts und in Eingriff mit dem ersten Ventilhubmechanismus 106 vorspannen.
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Das Innenelement 130 kann einen Öldurchgang 134 in Kommunikation mit dem ersten Steuerdurchgang 92 und dem ersten Ventilhubmechanismus 106 definieren, um für eine Betätigung des ersten Ventilhubmechanismus 106 zwischen dem ersten und zweiten Hubmodus zu sorgen. Während des Betriebs können der erste und zweite Ventilmechanismus 106, 108 zwischen dem ersten und zweiten Hubmodus unabhängig voneinander aufgrund der Trennung des ersten und zweiten Steuerdurchgangs 92, 94 voneinander, wie durch die Wand 70 bereitgestellt ist, geschaltet werden.
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Eine alternative Anordnung ist in 7 gezeigt. 7 zeigt eine Anordnung, bei der eine Ausnehmung 282 in einer Seitenfläche des ersten Elements 228 definiert ist. Das zweite Element 230 kann sich entlang der Seitenfläche des ersten Elements 228 erstrecken. Die Kombination der Ausnehmung 282 und des zweiten Elements 230 kann den ersten und zweiten Steuerdurchgang 292, 294 und den Öllieferdurchgang 240 der Spieleinstelleinrichtung bilden. Genauer kann das zweite Element 230 die erste und zweite Wand 270, 272 aufweisen. Die erste Wand 270 kann sich in die Ausnehmung 282 erstrecken und an der ersten Spieleinstelleinrichtung 310 anliegen, um den ersten und zweiten Steuerdurchgang 292, 294 von dem Öllieferdurchgang 240 der Spieleinstelleinrichtung zu trennen. Gleichermaßen kann sich die zweite Wand 272 in die Ausnehmung 282 erstrecken, um den ersten und zweiten Steuerdurchgang 292, 294 voneinander zu trennen.
