EP1624160A2 - Forced guiding to convert a rotational drive movement into a reciprocating movement of a part - Google Patents

Abstract

A first cam region (5) formed on a cam pushes a reciprocating part (10) away, while a second cam region (6) formed on a different cam pulls the part (10) forward by means of a flexible element (4). The second cam region is axially displaced with respect to the first cam region. The cams may be arranged on a common shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zwangführungsvorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung eines Antriebs in eine hin- und hergehende Bewegung eines Teiles, insbesondere Nockensteuerung, Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen oder dergleichen.The invention relates to a positive guide device for converting a rotational movement of a drive in a reciprocating motion of a part, in particular cam control valve train for internal combustion engines of motor vehicles or the like.

Ein wesentlicher Einsatzbereich für eine derartige Vorrichtung liegt im Bau von Verbrennungsmotoren, wobei die dort Ventiltriebe genannten Vorrichtungen üblicherweise eine Feder oder dergleichen aufweisen, mittels der das Ventil in Schließstellung beaufschlagt ist. Der bewegte Teil (Ventilstößel, Schlepphebel, Kipphebel od. dgl.) wird dabei gegen eine Ventilsteuerfläche gedrückt, die im Nockenbereich exzentrisch zur Wellenachse verläuft. Beim Schließen des Ventils muss darauf geachtet werden, dass der Ventilteller nicht zu schnell auf den Ventilsitz schlägt, da er sonst zurückprellt und das Ventil nachspringt. Dies erfordert eine relativ aufwendige Abstimmung zwischen den zu bewegenden Massen, den auftretenden Kräften, den Materialeigenschaften, usw.An essential area of use for such a device is in the construction of internal combustion engines, the devices mentioned there valve drives usually have a spring or the like, by means of which the valve is acted upon in the closed position. The moving part (valve tappet, rocker arm, rocker arm or the like) is pressed against a valve control surface which is eccentric to the shaft axis in the cam area. When closing the valve, care must be taken that the valve disc does not hit the valve seat too quickly, as otherwise it rebounds and the valve rebounds. This requires a relatively complex coordination between the masses to be moved, the forces occurring, the material properties, etc.

Aufgrund der Vielzahl von Problemen bei dieser Abstimmung fehlt es daher auch nicht an Vorschlägen, den bewegten Teil am Nockenelement zwangzuführen, wobei verschiedene Ausführungsformen entwickelt wurden, denen jeweils eine zweite exzentrische Ventilsteuerfläche anstelle der Rückstellfeder zugrunde liegt. Konkrete Ausführungen sind beispielsweise der GB 19193/1913 oder der GB 434247 zu entnehmen, in denen das Nockenelement an zumindest einer Stirnfläche eine Nut aufweist, deren beiden Seitenwände die Ventilsteuerflächen bilden. In die Nut greift von der Seite eine Rolle od. dgl. ein, die am Ende des bewegten Teiles angeordnet ist. Ein Nockenelement, das einen umgreifbaren Steg aufweist, ist beispielsweise aus der EP-A 429277 bekannt.Because of the variety of problems in this vote, therefore, there is also no suggestion to forcibly guide the moving part on the cam element, wherein various embodiments have been developed, each based on a second eccentric valve control surface instead of the return spring. Specific embodiments can be found, for example, GB 19193/1913 or GB 434247, in which the cam element has a groove on at least one end face, whose two side walls form the valve control surfaces. In the groove engages from the side of a roll od. Like., Which is arranged at the end of the moving part. A cam element having a clip which can be grasped is known, for example, from EP-A 429277.

Ebenso sind Ausführungen bekannt, bei denen die Ventilsteuerflächen auf zwei Nockenelemente aufgeteilt sind, an denen zwei von entgegengesetzten Seiten auf dasselbe Ventil drückende Nockenfolgeelemente angreifen, von denen zumindest eines ein drehbar gelagerter Hebel ist, (beispielsweise US 4754728, US 3430614, US 2814283). Die Aufteilung der Ventilsteuerfläche auf zwei Nockenelemente unterteilt den Ventilhub in funktionell zusammengehörende Teilvorgänge, die besser auf die jeweilige Aufgabe und auf einander abgestimmt werden können: Das erste Nockenelement kann - ähnlich wie bei Ventiltrieben mit Rückstellfedern - auf eine möglichst hohe Beschleunigung ausgelegt werden, wobei der erste Beschleunigungsabschnitt der Ventilhubkurve optimiert werden kann, da eine entgegenwirkende Federkraft fehlt.Likewise, embodiments are known in which the valve control surfaces are divided into two cam elements, on which engage two opposing sides on the same valve cam follower elements, of which at least one is a rotatably mounted lever, (for example US 4754728, US 3430614, US 2814283). The division of the valve control surface on two cam elements divides the valve lift in functionally related sub-operations that can be better matched to the task and to each other: The first cam element can - similar to valve trains with return springs - be designed for the highest possible acceleration, the first acceleration section of the valve lift can be optimized because a counteracting spring force is missing.

Im Gegensatz zu Ventiltrieben mit Rückstellfedern bedeutet der Wendepunkt in der Öffnungshubteilkurve einen Funktionswechsel, da zwischen diesem ersten Wendepunkt und dem zweiten Wendepunkt in der Schließhubteilkurve nur das zweite Nockenelement in Funktion ist. Im zweiten Wendepunkt erfolgt wieder ein Funktionswechsel, da während des zweiten Verzögerungsabschnitts wieder das erste Nockenelement zum Einsatz kommt. Da eine entgegenwirkende Federkraft fehlt, kann das erste Nockenelement auch für die zweite Verzögerung und den Übergang in die Schließstellung optimiert werden, Durch die Lagerung und Koppelung der Nockenfolgeelemente wird aber viel Bauraum, sowohl in der Höhe als auch nach der Seite benötigt.In contrast to valve trains with return springs, the turning point in the opening stroke curve means a change in function, since only the second cam element is in operation between this first turning point and the second turning point in the Schließhubteilkurve. In the second turning point, a change of function takes place again, since the first cam element is used again during the second delay section. Since a counteracting spring force is missing, the first cam element can also be optimized for the second deceleration and the transition to the closed position. However, the storage and coupling of the cam follower elements requires a large amount of installation space, both in height and also in the side.

Besondere Ausführungsformen einer Zwangführung sind beispielsweise der DE 3700715, der WO 01/12958, der WO 03/104618 oder der FR 2817908 zu entnehmen, in denen das Nockenelement jeweils von einem flexiblen Umschließungselement lose anliegend umgeben ist, das mit dem ein Nockenfolgeelement bildenden bewegten Teil verbunden ist. Das Nockenelement läuft daher im Umschließungselement um. Das Umschließungselement umgibt den Umfang des Nockenelementes ohne nennenswertes Spiel, sodass es an die Nockenform angepasst ist, und das Nockenelement kann sich aufgrund der Beschaffenheit des Umschließungselementes in diesem verdrehen. Da das Nockenfolgeelement sich nicht mit dem Nockenelement mitdrehen kann, wird die Wanderung des Nockenbereiches um die Drehachse des Nockenelementes in eine Hub- bzw. Hin- und Herbewegung des im Zylinderkopf verschieb- oder schwenkbar gelagerten Teiles umgewandelt. Das Nockenfolgeelement führt keine Bewegung aus, solange der Verbindungsbereich des Umschließungselementes mit dem Nockenfolgeelement am Grundkreisbereich des sich drehenden Nockenelementes anliegt, wird dann von der Drehachse des Nockenelementes in radialer Richtung entfernt und schließlich wieder zurückgeführt, während der Nockenbereich des Nockenelementes den Verbindungsbereich des Umschließungselementes mit dem Nockenfolgeelement passiert.Special embodiments of a forced guidance can be found, for example, in DE 3700715, WO 01/12958, WO 03/104618 or FR 2817908, in which the cam element is loosely fitted in each case by a flexible enclosing element that engages with the moving part forming a cam follower element connected is. The cam element therefore circulates in the enclosing element. The containment member circumferentially surrounds the cam member without significant play to conform to the cam shape, and the cam member may rotate therein due to the nature of the containment member. Since the cam follower element can not rotate with the cam member, the migration of the cam portion is converted to the axis of rotation of the cam member in a reciprocating motion of the displaceable or pivotally mounted in the cylinder head part. The cam follower does not move as long as the connecting portion of the encircling member with the cam follower abuts against the base circle portion of the rotating cam member, is then removed from the rotational axis of the cam member in the radial direction and finally returned, while the cam portion of the cam member connects the connecting portion of the encircling member with the cam follower Cam follower happens.

Die Verbindung zwischen dem Umschließungselement und dem Nockenfolgeelement ist so beweglich ausgebildet, dass die erforderliche Bewegungsfreiheit des bewegten Teiles in seinem Gleit- oder Schwenklager gewährleistet ist. Hiefür ist beispielsweise vorgesehen, dass das Umschließungselement mit einer Lagerhülse oder dergleichen versehen ist, in die ein Lagerzapfen des bewegten Teiles eingreift.The connection between the enclosing element and the cam follower is designed to be movable so that the required freedom of movement of the moving part is ensured in its sliding or pivot bearing. For this purpose, for example, it is provided that the enclosing element is provided with a bearing sleeve or the like, in which engages a bearing journal of the moving part.

Wenn ein Umschließungselement ohne Verbindungsmöglichkeit um ein Nockenelement gelegt wird, liegt es gleichmäßig überall an. Da aber das Umschließungselement mit dem bewegten Teil verbunden werden muss und über diese Verbindung Kräfte eingeleitet oder abgeführt werden, ist eine gleichmäßige Anlage nicht gegeben. Bedingt durch die Lagerausbildung im Bereich der Befestigungsstelle liegt dort ein Stück des Umschließungselementes mit Abstand zur Umfangsfläche des Nockenelementes. Aufgrund des wechselnden Krümmungsradius der Nockenumfangsfläche variiert beim Drehen des Nockenelementes im Bereich der Befestigungsstelle die Differenz zwischen den Längen des Umschließungselementes und der Umfangsfläche des Nockenelementes, die nachstehend als Längenfehler bezeichnet wird. Dieser Längenfehler wird umso größer, je größer der durch die Lagerhülse od. dgl. bedingte Abstand des Umschließungselementes von der Nockenkontur ist, je kleiner die Radien der Nockenkontur sind, und je größer der Nockenhub ist.If an encircling element without connectivity is placed around a cam element, it rests evenly everywhere. But since the enclosing element with the moving part must be connected and forces are introduced or removed via this connection, a uniform system is not given. Due to the bearing design in the region of the attachment point is there a piece of the enclosing element at a distance from the peripheral surface of the cam member. Due to the varying radius of curvature of the cam peripheral surface, as the cam member rotates in the region of the attachment site, the difference between the lengths of the encircling member and the peripheral surface of the cam member, hereinafter referred to as length error, varies. This length error is greater, the larger the od by the bearing sleeve. Like. Conditional distance of the Umschließungselementes of the cam contour, the smaller the radii of the cam contour, and the larger the cam lift.

Moderne Verbrennungsmotoren sollen ein hohes Drehmoment über den ganzen Drehzahlbereich erreichen (z.B. 100 Nm pro Liter Hubraum). Dafür werden hohe Zylinderfüllungen (Luft und Treibstoff) benötigt, da das Drehmoment direkt von der Füllung abhängt. Die Füllung wird durch den Ventilhub, die freigegebene Ventilfläche (Ventildurchmesser), den Kanalquerschnitt und die Strömung bestimmt. Der Ventilhub wird geometrisch durch den Kolben beschränkt sowie durch das andere Ventil, wenn Ein-und Auslassventile gleichzeitig geöffnet sind. Die Strömung wird durch die freigegebene Querschnittsfläche bestimmt, d.h. auch wenn der Ventilhub zunimmt, wird die durch den Ventilteller freigegebene Ringfläche nicht mehr größer und es kann nicht mehr Frischgas nachströmen (Faustregel: maximaler Ventilhub = 1/3 des Ventiltellerdurchmessers). Das Verlängern der Schließzeit ist auch begrenzt, da dies in der Überschneidungsphase, wenn Ein- und Auslass gleichzeitig offen sind, zu Füllungsverlusten (Frischgas strömt in den Auspuff) und beim zu späten Schließen zu Rückströmungen in das Ansaugsystem führt. Lange Öffnungszeiten verschieben die Leistung in höhere Drehzahlbereiche, d.h. der Motor verliert bei niederen Drehzahlen an Leistung (Drehmoment), was nicht gewünscht ist bzw. nur bei Rennmotoren Sinn gibt.Modern internal combustion engines are said to achieve high torque over the whole speed range (e.g., 100 Nm per liter of displacement). For this purpose, high cylinder fillings (air and fuel) are required because the torque depends directly on the filling. The filling is determined by the valve lift, the released valve area (valve diameter), the channel cross section and the flow. The valve lift is geometrically limited by the piston and by the other valve when intake and exhaust valves are open simultaneously. The flow is determined by the released cross-sectional area, i. even if the valve lift increases, the annular area released by the valve plate no longer increases and no more fresh gas can flow in (rule of thumb: maximum valve lift = 1/3 of the valve disc diameter). The lengthening of the closing time is also limited, as this leads to filling losses (fresh gas flows into the exhaust) in the overlap phase, when inlet and outlet are open at the same time, and too late leads to backflow into the intake system. Long opening times shift power to higher speed ranges, i. The engine loses power at low speeds (torque), which is not desirable or makes sense only in racing engines.

Geht man nun von einem maximal möglichen Ventilhub und einer idealen Öffnungslänge aus, dann kann das Einströmvolumen nur noch durch den Verlauf des Ventilhubes erhöht werden (Hub in Relation zu Nockenwinkel). Grafisch wird der Ablauf in der so genannten Ventilhubkurve dargestellt, die im theoretischen Idealfall ein Rechteck ist: Die Teilkurven für den Öffnungshub und den Schließhub liegen jeweils in einer Ordinate. In der Realität sind die Teilkurven Kurven höheren Grades und beinhalten einen Wendepunkt, der sich in der Öffnungshubteilkurve daraus ergibt, dass die Öffnungsbeschleunigung zu Beginn des Hubes in eine Öffnungsverzögerung am Ende des Hubes übergehen muss. Nach dem Maximum ergibt sich eine ähnliche Konstellation, da die Schließbeschleunigung zu Beginn des Schließhubes in eine Schließverzögerung am Ende des Schließhubes übergehen muss. Die Ventilhubkurve umfasst somit einen ersten Beschleunigungsabschnitt, einen ersten Verzögerungsabschnitt, einen zweiten Beschleunigungsabschnitt und einen zweiten Verzögerungsabschnitt.Assuming now a maximum possible valve lift and an ideal opening length, then the inflow volume can only be increased by the course of the valve lift (stroke in relation to cam angle). Graphically, the sequence is shown in the so-called valve lift curve, which in the theoretical ideal case is a rectangle: The partial curves for the opening stroke and the closing stroke are each in an ordinate. In reality, the sub-curves are higher-level curves and include a turning point that arises in the opening stroke curve, that the opening acceleration at the beginning of the stroke must go into an opening delay at the end of the stroke. After this Maximum results in a similar constellation, since the closing acceleration must go to the beginning of the closing stroke in a closing delay at the end of the closing stroke. The valve lift curve thus includes a first acceleration section, a first deceleration section, a second acceleration section, and a second deceleration section.

Bei Ventiltrieben mit Rückstellfedern wird diese Abfolge durch die Federkraft beeinflusst, die der Massenkraft im Beschleunigungsabschnitt des Öffnungshubes und im Verzögerungsabschnitt des Schließhubes entgegen wirkt. Die Rückstellfeder kann sich nicht nur auf die Ventilverzögerung vor dem Vollhub und die anschließende Ventilbeschleunigung zu Beginn des Rückhubes beschränken, da sie ja zwischen den Ventilhüben auch dafür verantwortlich ist, dass das Ventil in der Schließstellung dichtend im Ventilsitz gehalten wird. Üblicherweise lässt man Öffnungsbeschleunigungen von ca. 20 bis 25 mm/rad² zu (= etwa 3.000 m/sec² bei 7.000 U/min Motordrehzahl). $$\mathrm{mm}/{\mathrm{rad}}^2=\frac{\mathrm{m}/{\sec }^2\cdot 1000}{{\left(\frac{\mathrm{\pi }\cdot \mathrm{Motordrehzahl}}{60}\right)}^2}$$

bzw. $$\mathrm{m}/{\sec }^2=\mathrm{mm}/{\mathrm{rad}}^2\cdot \frac{(\frac{\mathrm{\pi }\cdot \mathrm{Nockenwellendrehzahl}}{30}{)}^2}{1000}$$

In valve trains with return springs, this sequence is influenced by the spring force, which counteracts the inertia force in the acceleration section of the opening stroke and in the deceleration section of the closing stroke. The return spring can be limited not only to the valve delay before the full stroke and the subsequent valve acceleration at the beginning of the return stroke, since it is indeed responsible between the valve lifts that the valve is held in the closed position sealing in the valve seat. Usually, opening accelerations of approximately 20 to 25 mm / rad ² are allowed (= approximately 3,000 m / sec ² at 7,000 rpm engine speed). $$\mathrm{mm}/{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="wheel"\; filenames="imgf0001.png,imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">wheel</figure-callout>}}^2=\frac{\mathrm{m}/{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="sec"\; filenames="imgf0001.png,imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">sec</figure-callout>}}^2\cdot 1000}{{\left(\frac{\mathrm{\pi }\cdot \mathrm{Engine\; speed}}{60}\right)}^2}$$

respectively. $$\mathrm{m}/{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="sec"\; filenames="imgf0001.png,imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">sec</figure-callout>}}^2=\mathrm{mm}/{\mathrm{<figure-callout\; id="2"\; label="wheel"\; filenames="imgf0001.png,imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">wheel</figure-callout>}}^2\cdot \frac{(\frac{\mathrm{\pi }\cdot \mathrm{Camshaft\; speed}}{30}{)}^2}{1000}$$

Geht man darüber, dann muss die Ventilfeder - die dieser Beschleunigung multipliziert mit der Ventilmasse plus anderen oszillierenden Teilen entgegenwirkt - stärker ausgelegt werden, was mehr Flächenpressung, Wechselmoment und Belastung des Ventiltriebes ergibt. Dies will man nicht. Somit bleibt zum Füllen des Brennraumes nur noch eine größere Hubzunahme pro Zeit- oder Nockenwinkeleinheit übrig, d.h. das Ventil muss aus dem Ventilsitz möglichst schnell geöffnet werden, wobei moderne Motoren eine Hubzunahme pro Winkeleinheit von mindestens 80 bis 85 mm/rad² aufweisen müssen, was ca. 10.000 m/sec² bei 7.000 U/min Motordrehzahl entspricht. Gelingt das nicht, wird Füllung und damit Drehmoment verschenkt.Going over it, then the valve spring - which counteracts this acceleration multiplied by the valve mass plus other oscillating parts - must be designed stronger, resulting in more surface pressure, alternating torque and load of the valve train. You do not want this. Thus, only a larger Hubzunahme per time or cam angle unit remains for filling the combustion chamber, ie the valve must be opened as quickly as possible from the valve seat, modern engines must have a Hubzunahme per angular unit of at least 80 to 85 mm / rad ² , which about 10,000 m / sec ² at 7,000 rev / min engine speed corresponds. If that fails, filling and thus torque will be given away.

Um die Öffnungsbeschleunigungen zu verbessern, sind verschiedene Maßnahmen möglich: Beispielsweise kann bei einem Nockenelement, dessen konvexe Bereiche direkt ineinander übergehen oder durch einen geradlinigen Abschnitt verbunden sind, der Grundkreisdurchmesser vergrößert werden. Weiters kann das Nockenfolgeelement mit einer Abtastrolle versehen werden, sodass immer nur Linienberührung gegeben ist. Zum Erreichen der gewünschten 80 mm/rad² müsste der Radius des Nockengrundkreises aber zumindest bei 30 mm liegen, was konstruktiv nicht ohne weiteres ausführbar ist. Gut ausführbare Nockengrundkreisradien liegen im Bereich von 15 bis 20 mm. Dies ist viel zu wenig, da mit diesen Radien, selbst unter Verwendung von Abtastrollen, die Beschleunigungen zu gering sind (maximal 50 mm/rad²).In order to improve the opening accelerations, various measures are possible: For example, in a cam element whose convex portions merge directly into one another or are connected by a rectilinear section, the Base circle diameter to be increased. Furthermore, the cam follower can be provided with a cam follower, so that only line contact is always given. To reach the desired 80 mm / rad ^{2, however,} the radius of the cam base circle would have to be at least 30 mm, which is structurally not readily feasible. Well executable cam base radii are in the range of 15 to 20 mm. This is far too little, since with these radii, even with the use of cam followers, the accelerations are too low (maximum 50 mm / rad ² ).

Wenn eine Abtastrolle am Nockenfolgeelement ausgebildet ist, so kann das Nockenelement einen konkaven Übergangsbereich zwischen dem konvexen Grundkreisbereich und dem konvexen Nockenbereich haben, d.h. der Grundkreiswinkel und der Nockenwinkel sind aufgrund der Einbuchtung vergrößert. Ein konkaver Übergangsbereich mit einem Krümmungsradius von 30 mm erhöht bei einem Nockengrundkreisradius zwischen 15 und 20 mm die Öffnungsbeschleunigungen auf etwa 60 bis 70 mm/rad². Allerdings darf das Nockenfolgeelement keine Gegenfläche aufweisen, die die Einbuchtung überbrückt.When a cam follower is formed on the cam follower, the cam member may have a concave transition region between the convex base circle portion and the convex cam portion, ie, the base circle angle and the cam angle are increased due to the indentation. A concave transition region with a radius of curvature of 30 mm increases the opening accelerations to about 60 to 70 mm / rad ² for a cam base circle radius between 15 and 20 mm. However, the cam follower must have no counter surface that bridges the indentation.

Die größten Öffnungsbeschleunigungen erzielt man mit einem Tassenstößelabgriff oder mit einem Gleitschlepphebelabgriff, da sich die Berührungslinie zwischen dem Umfang des Nockenelementes und dem Abtastelement horizontal gesehen auf der Anlagefläche des Tassenstößels verschiebt (Auswanderungsmaß), was den wirksamen Radius des Nockenelementes nahezu sprunghaft erhöht. Bei Tassenstößeln und Nockengrundkreisradien von 15 bis 20 mm lassen sich 80 mm/rad² erreichen. Ein konkaver Übergangsbereich am Nockenelement und ein gewölbter Tassenstößel oder ein Schlepphebel mit gewölbter Nockenfolgefläche, dessen geringeres Auswanderungsmaß durch die Hebelübersetzung kompensierbar ist, sind hingegen geeignet, um ein Ventil ausreichend schnell zu öffnen. In Formel-1-Rennsportmotoren können auf diese Weise Öffnungsbeschleunigungen von 20.000 m/sec und mehr ohne große Schwierigkeiten erreicht werden. Allerdings sind diese nur auf eine Lebensdauer von wenigen Stunden und max. 800 km Fahrstrecke ausgelegt. Für alltagstaugliche Antriebsmotoren sind derartige Beschleunigungswerte aber nur dann erreichbar, wenn durch eine leichte Konstruktion und durch wesentlich verringerte Kräfte die Flächenpressungen zwischen den Teilen beherrschbar werden. Dies gelingt nur bei zwanggeführten Vorrichtungen, bei denen die Rückstellfedern (Ventilfedern) entfallen.The largest opening accelerations are achieved with a bucket tappet tap or with a Gleitschlepphebelabgriff, as seen the contact line between the circumference of the cam member and the scanning horizontally shifts on the contact surface of the tappet (Auswanderungsmaß), which increases the effective radius of the cam element almost leaps and bounds. For bucket tappets and cam base radii of 15 to 20 mm, 80 mm / rad ² can be achieved. A concave transition region on the cam element and a curved bucket tappet or a rocker arm with a curved cam follower surface, whose lower Auswanderungsmaß can be compensated by the lever ratio, however, are suitable to open a valve sufficiently quickly. In Formula 1 racing engines opening accelerations of 20,000 m / sec and more can be achieved in this way without much difficulty. However, these are only for a lifetime of a few hours and max. Designed 800 km driving distance. However, such acceleration values can only be achieved for drive motors suitable for everyday use if the surface pressures between the parts can be controlled by a lightweight design and by significantly reduced forces. This is only possible with forcibly guided devices in which the return springs (valve springs) are eliminated.

Bei den zwanggeführten Ausführungen mit einem flexiblen Umschließungselement gilt folgendes: Das Umschließungselement überbrückt natürlich ebenfalls einen konkaven Übergangsbereich. Dieser kann nur dadurch genützt werden, dass an der Befestigungsstelle ein entsprechend großer Abstand zur Nockenkontur durch eine an der Innenseite des Umschließungselementes ausgebildete Erhebung vorgesehen wird, die auch im konkaven Bereich den Kontakt zur Nockenumfangsfläche nicht verliert. Wie vorstehend ausgeführt, ist aber die Größe des Längenfehlers vom Abstand an der Befestigungsstelle bestimmt. Weiters lässt ein längenkonstantes Umschließungselement höchstens eine Auswanderung zu, die durch das aus dem Längenfehler resultierende Spiel bestimmt und daher nicht allzu groß ist. Wird ein zumindest begrenzt dehnbares, längenveränderliches Umschließungselement eingesetzt, so sind zwar über den Längenfehler hinausgehende, ein höheres Auswanderungsmaß erlaubende Längenänderungen möglich, jedoch können diese Längenänderungen zusammen mit thermisch bedingten Längenänderungen des Ventils zu Funktionsstörungen vor allem beim Schließen führen. Flattern und Nachspringen des Ventils schaden dem Zylinderkopf.In the case of the positively guided designs with a flexible enclosing element, the following applies: The enclosing element naturally also bridges a concave one Transition area. This can be used only in that at the attachment point a correspondingly large distance from the cam contour is provided by a trained on the inside of the Umschließungselementes survey that does not lose contact with the cam peripheral surface in the concave area. As stated above, but the size of the length error is determined by the distance at the attachment point. Furthermore, a constant-length enclosing element allows at most one emigration, which is determined by the game resulting from the length error and is therefore not very large. If an at least limited stretchable, variable-length enclosing element is used, length changes exceeding a higher degree of migration permitting changes in length are possible, but these length changes together with thermally induced changes in length of the valve can lead to malfunctioning, especially during closing. Fluttering and popping the valve damage the cylinder head.

Die Erfindung schlägt nun eine Zwangführungsvorrichtung vor, in der ein an einem ersten Nocken ausgebildeter erster Nockenbereich den Teil weg drückt und ein an einem anderen Nocken ausgebildeter, zweiter Nockenbereich den Teil mit Hilfe eines flexiblen Elementes wieder zurückholt.The invention now proposes a forced guiding device in which a first cam region formed on a first cam pushes the part away and a second cam region formed on another cam retrieves the part again with the aid of a flexible element.

Die beiden Nocken sind in einer bevorzugten Ausführung axial versetzt auf einer gemeinsamen Trägerwelle vorgesehen, und insbesondere an einem einstückigen Nockenelement ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, die beiden Nockenbereiche an Nocken vorzusehen, die auf zwei zueinander parallelen Trägerwellen angeordnet sind. Vor allem kann dann die eine Trägerwelle nur Nocken mit ersten Nockenbereichen und die zweite Trägerwelle nur Nocken mit zweiten Nockenbereichen aufweisen. Auswahl und Anordnung richten sich vor allem nach den konstruktiven und räumlichen Gegebenheiten.The two cams are provided in a preferred embodiment axially offset on a common carrier shaft, and in particular formed on a one-piece cam member. However, it is also conceivable to provide the two cam areas on cams, which are arranged on two parallel carrier shafts. Above all, the one carrier shaft can then have only cams with first cam regions and the second carrier shaft only cams with second cam regions. Selection and arrangement are mainly based on the structural and spatial conditions.

Die Rückholung mittels des flexiblen Elementes führt zu einer extrem Platz sparenden Konstruktion, da das flexible Element direkt am bzw. neben der Nockenwelle positioniert wird und am zurückzuholenden Teil nahe dem ersten Nockenbereich angreift.The retrieval by means of the flexible element leads to an extremely space-saving design, since the flexible element is positioned directly on or next to the camshaft and engages the part to be retrieved near the first cam portion.

Für die Erstellung der Nockenkonturen des ersten und des zweiten Nockenbereiches wird von einer möglichst optimalen Ventilhubkurve ausgegangen und vorzugsweise zuerst die Kontur des zweiten Nockenbereiches bestimmt, von der anschließend die Kontur des ersten Nockenbereichs abgeleitet wird. Dabei können die Konturen der beiden Nockenbereiche annähernd gleich sein, d.h. sie unterscheiden sich im Wesentlichen nur durch die axiale Position auf dem Nockenelement, wodurch sich Vorteile durch die Möglichkeit ergeben, dass der erste Nockenbereich mit einem konkaven Übergangsbereich versehen werden kann. Der erste Nockenbereich kann daher nicht nur eine symmetrische sondern auch eine asymmetrische Form aufweisen. Wird die Kontur des zweiten Nockenbereiches auf eine Minimierung eines Längenfehlers abgestellt, so wird sich die Kontur des ersten Nockenbereichs von der Kontur des zweiten Nockenbereichs deutlicher unterscheiden.For the creation of the cam contours of the first and the second cam area is assumed as optimal as possible Ventilhubkurve and preferably first determines the contour of the second cam portion, from which then the contour of the first cam portion is derived. In this case, the contours of the two cam areas may be approximately equal, ie they differ substantially only by the axial position on the cam element, which has advantages through the Possibility that the first cam area can be provided with a concave transition region. Therefore, the first cam portion may not only have a symmetrical but also an asymmetrical shape. If the contour of the second cam area is set to minimize a length error, the contour of the first cam area will differ more clearly from the contour of the second cam area.

Dabei ergeben sich folgende Möglichkeiten:

• a) zwei erhabene Nockenbereiche mit ähnlichen Konturen für Zwangführungsvorrichtungen, bei denen das flexible Element im zweiten Nockenbereich über den Umfang des Nockenelementes zu einem am hin- und hergehenden Teil vorgesehenen Rückholelement geführt ist.
• b) ein erhabener erster Nockenbereich und ein negativer zweiter Nockenbereich für Zwangführungsvorrichtungen, bei denen das flexible Element zwischen einer fixen Befestigungsstelle am Gehäuse, am Zylinderkopf, od. dgl. nahe dem Lager des Nockenelementes bzw. seiner Trägerwelle und einem am hin- und hergehenden Teil vorgesehenen Rückholelement geführt ist.
• c) die kinematische Umkehrung von a) mit zwei negativen Nockenbereichen für Zwangführungen, bei denen das flexible Element im zweiten Nockenbereich über den Umfang des Nockenelementes zu einem Rückholelement geführt ist, das in diesem Fall an einem "her- und hingehenden" Teil angeordnet ist. (Im Fall einer Ventilsteuerung wird das Ventil nicht in die Offenstellung, sondern in die Schließstellung gedrückt.)
• d) die kinematische Umkehrung von b) mit einem negativen ersten Nockenbereich und einem erhabenen zweiten Nockenbereich.

This results in the following possibilities:

• a) two raised cam portions with similar contours for positive guide devices in which the flexible element is guided in the second cam portion over the circumference of the cam member to a provided on the reciprocating part return element.
• b) a raised first cam portion and a negative second cam portion for positive guidance devices in which the flexible element between a fixed attachment point on the housing, the cylinder head, od. Like. Near the camp of the cam member or its carrier shaft and a reciprocating part provided return element is guided.
• c) the kinematic reversal of a) with two negative cam portions for positive guides, in which the flexible element in the second cam portion is guided over the circumference of the cam member to a return element, which is arranged in this case on a "coming and going" part. (In the case of valve control, the valve is not pushed to the open position but to the closed position.)
• d) the kinematic reversal of b) with a negative first cam portion and a raised second cam portion.

Wenn gemäß Möglichkeiten a) und c) das flexible Element im zweiten Nockenbereich um den Umfang des Nockenelementes geführt ist, so sieht eine bevorzugte Ausführung vor, dass das flexible Element als endlose geschlossene Schlaufe ausgebildet ist, die am Rückholelement eingehängt ist. Die Schlaufe kann dabei am Rückholelement befestigt sein, vorteilhaft ist aber eine Ausführung, in der das flexible Element um das Rückholelement beweglich geführt ist.If, according to options a) and c), the flexible element in the second cam area is guided around the circumference of the cam element, then a preferred embodiment provides that the flexible element is designed as an endless closed loop which is hooked on the return element. The loop can be attached to the return element, but is advantageous embodiment in which the flexible element is guided to the return element movable.

Unter einer beweglichen Führung des flexiblen Elementes um das Rückholelement wird dabei verstanden, dass das flexible Element am Rückholelement nicht befestigt ist. Da die Umschlingungslänge des Nockenelementes ein Vielfaches der Umschlingungslänge des Rückholelementes ist, ist auch die zwischen dem Umfang des Nockenelementes und dem flexiblen Element bestehende Reibung um ein Vielfaches größer als die Reibung zwischen dem flexiblen Element und dem Rückholelement, sodass sich das flexible Element über das Rückholelement bewegt. Um die Reibung am Rückholelement geringst möglich zu halten, kann in einer ersten Ausführung das Rückholelement mindestens eine drehbar gelagerte Rolle und in einer zweiten Ausführung eine Gleitfläche aufweisen. Wird eine drehbar gelagerte Rolle verwendet, so können durch ein Set von Rollen mit unterschiedlichen Durchmessern Herstellungsungenauigkeiten ausgeglichen werden, indem die jeweils am besten passende Rolle eingebaut wird. Durchmesserabstufungen von beispielsweise 0,1 mm oder 0,2 mm können vorgesehen werden. Eine oder zwei weitere Rollen des Rückholelementes können außerhalb des flexiblen Elementes so angeordnet sein, dass die Übergangsabschnitte des flexiblen Elementes nach innen gewölbt sind.Under a movable guide of the flexible element to the return element is understood that the flexible element is not attached to the return element. Since the wrap length of the cam member is a multiple of the wrap length of the return member, the existing between the circumference of the cam member and the flexible member friction is many times greater than the friction between the flexible member and the return element, so that the flexible element on the return element emotional. In order to minimize the friction on the return element, in a first embodiment, the return element may have at least one rotatably mounted roller and in a second embodiment a sliding surface. If a rotatably mounted roller is used, manufacturing inaccuracies can be compensated for by a set of rollers with different diameters, by installing the respectively most suitable roller. Diameter gradations of, for example, 0.1 mm or 0.2 mm may be provided. One or two further rollers of the return element may be arranged outside of the flexible element so that the transition portions of the flexible element are curved inwards.

In der Kombination mit dem flexiblen Element gehört zu den Vorteilen eines nur für den zwischen den Wendepunkten der Ventilhubkurve verantwortlichen, zweiten Nockenbereiches auch eine vereinfachte Herstellung des zweiten Nockenbereiches bzw. der gesamten Nockenwelle. Da der zweite Nockenbereich in dieser Ausführung keine Abtastfläche für ein Nockenfolgeelement bildet, benötigt der mit dem hin- und herbewegten Teil ausschließlich über das flexible Element kooperierende zweite Nockenbereich weder die Konturpräzision des ersten Nockenbereiches noch dieselben Materialeigenschaften. Der zweite Nockenbereich kann daher auch aus Kunststoff, Aluminium od. dgl. gefertigt sein und auf die Trägerwelle aufgepresst, aufgeschrumpft od. dgl. sein. Weiters kann er auch vom ersten Nockenbereich axial abstehend mit diesem verbunden sein.In the combination with the flexible element, one of the advantages of a second cam region responsible only for the second cam region responsible between the turning points of the valve lift curve is also a simplified production of the second cam region or of the entire camshaft. Since the second cam portion in this embodiment does not form a cam follower scanning surface, the second cam portion cooperating with the reciprocating member exclusively via the flexible member requires neither the contour accuracy of the first cam portion nor the same material properties. The second cam portion may therefore be made of plastic, aluminum or the. Like. And pressed onto the support shaft, shrunk od. Like. Be. Furthermore, it can also be connected axially projecting from the first cam area.

Wie vorstehend bereits unter b) und d) erwähnt, kann sich das flexible Element auch zwischen einer Befestigungsstelle nahe dem Lager des Nockenelementes und dem Rückholelement durch den Umlaufraum des zweiten Nockenbereichs hindurch erstrecken. Somit verdrängt der zweite Nockenbereich das flexible Element nach außen, das entsprechend ausgebaucht wird, sodass sich der Abstand des Rückholelementes von der Befestigungsstelle verkürzt und der bewegliche Teil herangezogen wird. Die Anordnung ist vorzugsweise so, dass das flexible Element einmal pro Umdrehung eine geradlinig gestreckte Position einnehmen kann. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungen liegt in der Montage eines Ventiltriebs im Zylinderkopf: Die Nockenwelle kann in üblicher Weise montiert werden, da sie nicht durch geschlossene Schlaufen gefädelt werden muss. Trotz des flexiblen Elementes kann weiters auch ein insbesondere hydraulischer Ventilspielausgleich vorgesehen werden.As already mentioned above under b) and d), the flexible element can also extend between an attachment point near the bearing of the cam element and the return element through the circulation space of the second cam portion. Thus, the second cam portion displaces the flexible element outward, which is correspondingly bulged, so that the distance of the return element from the attachment point is shortened and the movable part is used. The arrangement is preferably such that the flexible element can assume a rectilinearly extended position once per revolution. A special advantage of this Versions lies in the assembly of a valve train in the cylinder head: The camshaft can be mounted in the usual way, since it does not have to be threaded through closed loops. Despite the flexible element can also be provided in particular a hydraulic valve clearance compensation.

Für übliche Ventiltriebe ist der erste Nockenbereich als erhabener Positivnocken, und der zweite Nockenbereich als eingezogener Negativnocken ausgebildet, sodass die gerade gestreckte Position an der tiefst eingezogenen Stelle des negativen zweiten Nockenbereichs, also an der Umkehrstelle gegeben ist. Sowohl in den Nockenflanken als auch über den gesamten Grundkreis ist das flexible Element ausgebaucht. Die gestreckte Position des flexiblen Elementes entspricht dem maximalen Hub des Ventils.For conventional valve trains, the first cam portion is formed as a raised positive cam, and the second cam portion as a retracted negative cam, so that the straight extended position is given at the deepest point of the negative second cam portion, ie at the reversal point. Both in the cam flanks and over the entire base circle, the flexible element is bulged. The extended position of the flexible element corresponds to the maximum stroke of the valve.

Die Anordnung kann, beispielsweise bei Kipphebelventiltrieben vertauscht sein, d.h. der zweite Nockenbereich ist durch einen erhabenen Positivnocken gebildet, sodass die Ausbauchung des flexiblen Elementes das Ventil öffnet.The arrangement may be reversed, for example in rocker arm valve drives, i. the second cam portion is formed by a raised positive cam so that the bulge of the flexible member opens the valve.

Das flexible Element kann auch in dieser Ausführung an der Befestigungsstelle und am Rückholelement eingehängt sein, wobei beispielsweise eine geschlossene Schlaufe über je einen Stift an der Befestigungsstelle und am Rückholelement und seitlich am zweiten Nockenbereich vorbei geführt werden kann. Das flexible Element kann aber auch eine endliche Länge und zwei Enden aufweisen, die an der Befestigungsstelle und am Rückholelement fixiert sind.The flexible element can also be hung in this embodiment at the attachment point and the return element, for example, a closed loop can be performed via one pin at the attachment point and the return element and laterally on the second cam portion. But the flexible element may also have a finite length and two ends which are fixed to the attachment point and the return element.

Ein als geschlossene Schlaufe ausgebildetes Element ist bevorzugt aus einem textilgebundenen Flächenmaterial, insbesondere einem Gewebe, das in Umfangsrichtung möglichst längenkonstante Fäden aufweist, wie Band, Riemen od. dgl. aus einem Stahlband, gegebenenfalls auch aus einem Seil oder einer Kette gebildet. Ein flexibles Element mit zwei zu fixierenden Enden kann ebenfalls aus einem textilgebundenen Flächenmaterial, einem Stahlband oder einem Seil bestehen, wobei die längenkonstanten Fasern sich zwischen den beiden Enden erstrecken. Die Enden können verdickt und in entsprechende hinterschnittene oder konische Aufnahmen an der Befestigungsstelle und am Rückholelement eingesetzt sein. Eine bevorzugte Ausführung des flexiblen Elementes mit zwei zu fixierenden Enden sieht zumindest zwei gelenkig miteinander verbundene Kettenglieder vor, die die Auslenkung durch den zweiten Nockenbereich zulassen. Im Gelenk kann eine Abtastrolle für die Kontur des zweiten Nockenbereichs vorgesehen sein.A trained as a closed loop element is preferably made of a textile-bonded surface material, in particular a fabric having circumferentially as long as possible constant filaments, such as belt, belt od. Like. Made of a steel strip, possibly also of a rope or a chain. A flexible element with two ends to be fixed can also consist of a textile-bonded sheet material, a steel strip or a rope, wherein the constant-length fibers extend between the two ends. The ends may be thickened and inserted into corresponding undercut or conical receptacles at the attachment site and at the retrieval element. A preferred embodiment of the flexible element with two ends to be fixed provides at least two hingedly interconnected chain links, which allow the deflection by the second cam portion. In the joint, a cam follower for the contour of the second cam portion may be provided.

Zur Kompensation eines verbleibenden Längenfehlers kann in einer weiteren Ausführung vorgesehen sein, dass das Rückholelement am hin- und hergehenden Teil in Rückholrichtung begrenzt nachgiebig angeordnet ist, wobei beispielsweise zwischen dem Rückholelement und dem hin- und hergehenden Teil der vorstehend erwähnte Spielausgleich eingebaut werden kann.To compensate for a remaining length error can be provided in a further embodiment that the return element is limited on the reciprocating part in the return direction yieldingly limited, for example, between the return member and the reciprocating part of the above-mentioned clearance compensation can be installed.

Eine weitere Möglichkeit zur Kompensation des Längenfehlers kann vorsehen, dass das flexible Element dehnfähig ist, wobei eine maximal beabsichtigte Dehnung durch eine integrierte Dehnungsbegrenzung erreicht wird. Im Falle eines Gewebes mit in der Rückholrichtung längenkonstanten Fäden können beispielsweise diese Fäden die Dehnungsbegrenzung bilden, und daher die maximale Länge aufweisen. Parallel zu deren Fäden enthält das flexible Element dehnbare elastische Fäden deren ungedehnte Länge höchstens der Mindestlänge des flexiblen Elementes entspricht, sodass also der Längenfehler durch Dehnung und Rückstellung des Elementes kompensiert wird. Ist die ungedehnte Länge der dehnbaren Fäden kürzer als die benötigte Mindestlänge, so steht das flexible Element unter einer ständigen Vorspannung, mittels der zusätzlich zur Kompensation des Längenfehlers beispielsweise der hin- und hergehende Teil mit einer im Grundkreisbereich vorhandenen Schließkraft beaufschlagt werden kann - im Falle eines Ventiltriebs wird dadurch das Ventil in den Ventilsitz gedrückt. Zu Öffnungsbeginn kann durch entsprechende Formgebung des zweiten Nockenbereiches die Schließkraft verringert werden, sodass geringe Kräfte im Ventiltrieb auftreten.Another way to compensate for the length error can provide that the flexible element is stretchable, with a maximum intended elongation is achieved by an integrated strain limitation. In the case of a fabric with threads that are constant in length in the return direction, for example, these threads can form the expansion limit and therefore have the maximum length. Parallel to their threads, the flexible element contains stretchable elastic threads whose unstretched length at most the minimum length of the flexible element corresponds, so that the length error is compensated by stretching and return of the element. If the unstretched length of the stretchable threads is shorter than the required minimum length, then the flexible element is under a permanent bias, by means of which in addition to compensation of the length error, for example, the reciprocating part can be acted upon by a closing force present in the base circle area - in the case of Valve gear is thereby pressed the valve in the valve seat. At the beginning of the opening, the closing force can be reduced by appropriate shaping of the second cam area, so that small forces occur in the valve train.

Da die von der Ventilhubkurve abgeleitete Kontur des zweiten Nockenbereichs verändert werden kann, ohne die Kontur des ersten Nockenbereichs anzupassen, kann die Vorspannung des flexiblen Elementes durch entsprechende Formgebung des zweiten Nockenbereiches an jedem Wendepunkt der Ventilhubkurve und insbesondere an deren Maximum im Übergang von der Öffnungs- zur Schließbewegung des Ventils erhöht werden, um das so genannte "Springen" des Teiles, also den Kontaktverlust des Nockenfolgeelementes mit dem ersten Nockenbereich zu vermeiden. Das flexible elastische Element kann daher auch zur Schwingungsdämpfung herangezogen werden.Since the contour of the second cam area derived from the valve lift curve can be changed without adapting the contour of the first cam area, the biasing of the flexible element can be achieved by corresponding shaping of the second cam area at each inflection point of the valve lift curve and in particular at its maximum in the transition from the opening stroke. be increased to the closing movement of the valve to avoid the so-called "jumping" of the part, so the loss of contact of the cam follower with the first cam portion. The flexible elastic element can therefore also be used for vibration damping.

Das am hin- und hergehenden Teil vorgesehene Rückholelement, an dem das flexible Element angreift, ist vom zweiten Nockenbereich bevorzugt geringfügig beabstandet, um Reibung zwischen dem zweiten Nockenbereich und dem Rückholelement zu vermeiden. Dieser Abstand wird in einer bevorzugten Ausführung durch das am ersten Nockenbereich anliegende Nockenfolgeelement bestimmt, über das der hin- und hergehende Teil vom Nockenelement weggedrückt wird. Insbesondere in dieser Ausführung ist eine Bearbeitung bzw. Nachbearbeitung des zweiten Nockenbereichs unnötig, d.h. er muss, da er nicht von einem Nockenfolgeelement abgetastet wird, beispielsweise weder gehärtet noch geschliffen, sein.The return member provided on the reciprocating member, on which the flexible member engages, is preferably slightly spaced from the second cam portion to avoid friction between the second cam portion and the return member. This distance is determined in a preferred embodiment by the voltage applied to the first cam portion cam follower element over which the reciprocating member is pushed away from the cam member. Especially in this Embodiment, a processing or reworking of the second cam portion is unnecessary, that is, it must be because it is not scanned by a cam follower, for example, neither hardened nor ground, his.

Das Nockenfolgeelement kann aus einem reibungsarmen Material bestehen und eine Anlagefläche aufweisen, die zur Erhöhung der Offnungsbeschleunigung konvex gewölbt sein kann. Das Nockenfolgeelement kann auch als Rolle ausgebildet sein, die am Rückholelement drehbar gelagert ist. Wenn - wie erwähnt - das flexible Element um eine drehbare Rolle geführt und das Nockenfolgeelement durch eine drehbare Rolle gebildet ist, sind die beiden Rollen bevorzugt koaxial angeordnet, wobei sie sich entgegengesetzt drehen. Falls konstruktiv günstiger, kann jede Rolle natürlich auch auf einer eigenen Achse angeordnet sein, die mit Abstand zueinander angeordnet sind.The cam follower element may consist of a low-friction material and have a contact surface which may be convexly curved to increase the Offnungsbeschleunigung. The cam follower can also be designed as a roller which is rotatably mounted on the return element. If, as mentioned, the flexible element is guided around a rotatable roller and the cam follower element is formed by a rotatable roller, the two rollers are preferably arranged coaxially, wherein they rotate in opposite directions. If structurally more favorable, each roller can of course also be arranged on its own axis, which are arranged at a distance from each other.

Insbesondere in der Verwendung als Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen sollte eine Anordnung gefunden werden, die möglichst geringe Querkräfte auf die Ventilführung erzeugt, sodass erhöhte Ventilschaftreibungen usw. vermieden werden. Erfindungsgemäß sind daher zwei bevorzugte Ausführungen möglich, nämlich eine erste Ausführung, in der der zweite Nockenbereich zwischen zwei ersten Nockenbereichen angeordnet ist, und eine zweite Ausführung mit einem ersten Nockenbereich, der mittig zwischen zwei zweiten Nockenbereichen angeordnet ist.In particular, in the use as a valve control for internal combustion engines, an arrangement should be found that generates the lowest possible lateral forces on the valve guide, so that increased valve stem friction, etc. are avoided. According to the invention, therefore, two preferred embodiments are possible, namely a first embodiment, in which the second cam region is arranged between two first cam regions, and a second embodiment with a first cam region, which is arranged centrally between two second cam regions.

Die erste Ausführung mit zwei ersten Nockenbereichen eignet sich insbesondere für Ventiltriebe mit Tassenstößel und Ventiltriebe mit Haltern für zwei nebeneinander angeordnete Ventile.The first embodiment with two first cam areas is particularly suitable for valve trains with bucket tappets and valve trains with holders for two valves arranged side by side.

Für Ventiltriebe mit Schlepphebeln lassen sich beide Ausführungen mit Vorteil verwenden, wobei konstruktiv besonders Platz sparende Ausführungen vorsehen, dass das Nockenfolgeelement am Schlepphebel und das Rückholelement an dem vom freien Ende des Schlepphebels betätigten Ventil direkt angeordnet ist.For valve trains with rocker arms, both versions can be used to advantage, with structurally particularly space-saving designs provide that the cam follower element on the rocker arm and the return element is arranged directly on the actuated by the free end of the rocker arm valve.

Wie erwähnt, sind die Konturen der beiden Nockenbereiche bevorzugt unterschiedlich, wobei die Kontur des zweiten Nockenbereichs vorzugsweise außerhalb der Kontur des ersten Nockenbereiches liegt. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Herstellung eines Nockenelementes mit den beiden unterschiedlichen Nockenbereichen, indem das Nockenelement einen ersten an der Trägerwelle angeordneten oder ausgebildeten Teil aufweist, der über seine gesamte axiale Länge die Kontur des kleineren, insbesondere ersten Nockenbereichs aufweist, und auf den dann pro größerem, insbesondere zweitem Nockenbereich eine Hülse aufgebracht wird, die die Außenkontur des größeren, insbesondere zweiten Nockenbereiches und die Innenkontur des kleineren, insbesondere ersten Nockenbereiches aufweist. Die Hülse muss nur gegen axiales Verschieben gesichert werden, da der Nockenformschluss die Verdrehsicherung bewirkt.As mentioned, the contours of the two cam areas are preferably different, wherein the contour of the second cam area is preferably outside the contour of the first cam area. This allows an advantageous production of a cam element with the two different cam areas in that the cam element has a first part arranged on the carrier shaft or formed over its entire axial length has the contour of the smaller, in particular first cam portion, and then on the larger, especially second Cam region, a sleeve is applied, which has the outer contour of the larger, in particular the second cam portion and the inner contour of the smaller, in particular first cam portion. The sleeve must only be secured against axial displacement, since the cam positive causes the rotation.

Ist die Kontur des zweiten Nockenbereichs, die mit dem flexiblen Element zusammenwirkt, größer, so ist, wie bereits erwähnt, für die Nockenfläche keine übermäßige Präzision und Nachbearbeitung erforderlich. Da die Zwangführung durch den Wegfall von Rückstellfedern, im Falle eines Ventiltriebs von Ventilfedern, die gesamte Konstruktion wesentlich leichter macht, und wesentlich geringere Kräfte auftreten und beherrscht werden müssen, so kann eine den zweiten Nockenbereich aufweisende Hülse auf den ersten Nockenbereich aufgeschoben, aufgepresst, aufgeklebt oder durch einen Stift fixiert werden. Wird die Hülse aus Kunststoff gefertigt, so kann sie im Spritzguss aufgespritzt oder vorgefertigt und aufgeschrumpft od. dgl. werden. Jede dieser Herstellungsarten lässt eine etwas kompliziertere Nockenkontur für den zweiten Nockenbereich ohne besonderen Aufwand herstellen, wobei auch die mit dem flexiblen Element zusammenwirkende Oberfläche an dieses angepasst werden kann, beispielsweise ballig, mit Randstegen oder konkav eingezogen zum Zentrieren des flexiblen Elementes, mit Gummiauflage zur Dämpfung oder zur Kompensation des Längenfehlers bis zur Erzeugung einer Schließkraft, usw.. Jener Bereich, in dem die Hülse auf dem ersten Teil des Nockenelementes angebracht wird, kann vorteilhafterweise zur Befestigung des Nockenelementes auf der Trägerwelle herangezogen werden, da die Befestigungsstelle überdeckt wird. Die Befestigung kann auch durch beide Nockenteile hindurch erfolgen.If the contour of the second cam portion, which cooperates with the flexible element, is greater, then, as already mentioned, the cam surface does not require excessive precision and reworking. Since the forced operation by eliminating return springs, in the case of a valve train of valve springs, makes the entire construction much easier, and much lower forces occur and must be controlled, then a sleeve having the second cam portion pushed onto the first cam portion, pressed, glued or be fixed by a pen. If the sleeve is made of plastic, it can be injection molded or prefabricated and shrunk od. Like. Be. Each of these types of manufacturing makes it possible to produce a slightly more complicated cam contour for the second cam area without any special effort, whereby the surface cooperating with the flexible element can also be adapted to this, for example convex, with edge webs or concave for centering the flexible element, with rubber pad for damping The region in which the sleeve is mounted on the first part of the cam element can advantageously be used for fastening the cam element to the carrier shaft, since the fastening point is covered. The attachment can also be done through both cam parts.

Nachstehend werden nun Ausführungsbeispiele anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben.Embodiments will now be described in more detail with reference to the figures of the accompanying drawings.

Es zeigen:

• Fig. 1 und 2 eine erste Ausführung eines Schlepphebelventiltriebs mit zwei ersten Nockenbereichen und einem zweiten Nockenbereich, wobei Fig. 1 eine Schrägansicht und Fig. 2 ein Querschnitt durch den zweiten Nockenbereich ist,
• Fig. 3 einen Querschnitt durch den zweiten Nockenbereich einer zweiten Ausführung, deren Schrägansicht im Wesentlichen der Fig. 1 entspricht,
• Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3,
• Fig. 5 bis 7 eine dritte Ausführung mit zwei ersten Nockenbereichen und einem zweiten Nockenbereich, wobei Fig. 5 eine Schrägansicht, Fig. 6 ein Querschnitt durch den zweiten Nockenbereich und Fig. 7 ein Ausschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6 ist,
• Fig. 8 bis 10 eine vierte Ausführung mit zwei ersten Nockenbereichen und einem zweiten Nockenbereich, wobei Fig. 8 eine Schrägansicht, Fig. 9 ein Schnitt der Linie IX-IX der Fig. 10 durch den ersten Nockenbereich und Fig. 10 ein Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 9 ist,
• Fig. 11 und 12 eine fünfte Ausführung mit zwei ersten Nockenbereichen und einem zweiten Nockenbereich, wobei Fig. 11 eine Explosionsdarstellung einer Nockenwelle und eines Ventiltriebs für zwei Ventile, und Fig. 12 ein Schnitt in der Axialebene der Nockenwelle ist,
• Fig. 13 bis 16 eine sechste Ausführung mit einem ersten Nockenbereich und zwei zweiten Nockenbereichen, wobei Fig. 13 eine Schrägansicht, Fig. 14 eine Draufsicht, Fig. 15 ein Schnitt nach der Linie XV-XV und Fig. 16 ein Schnitt nach der Linie XVI-XVI der Fig. 14 ist,
• Fig. 17 bis 22 eine siebte Ausführung mit zwei ersten Nockenbereichen und einem zweiten Nockenbereich, wobei Fig. 17 eine Schrägansicht mit geöffnetem Ventil, Fig. 18 eine Schrägansicht mit geschlossenem Ventil, Fig. 19 ein Querschnitt durch den ersten Nockenbereich bei geöffnetem Ventil, Fig. 20 ein Querschnitt durch den ersten Nockenbereich bei geschlossenem Ventil, Fig. 21 ein Schnitt nach der Linie XXI-XXI der Fig. 19, und Fig. 22 ein Schnitt nach der Linie XXII-XXII der Fig. 20 ist,
• Fig. 23 und 24 eine achte Ausführung mit zwei ersten Nockenbereichen und einem zweiten Nockenbereich, wobei Fig. 23 eine Schrägansicht und Fig. 24 ein Querschnitt durch den ersten Nockenbereich ist,
• Fig. 25 und 26 eine neunte Ausführung mit zwei ersten Nockenbereichen und einem zweiten Nockenbereich, wobei Fig. 25 eine Stirnseitenansicht und Fig. 26 ein Querschnitt durch den zweiten Nockenbereich ist,
• Fig. 27 und 28 eine zehnte Ausführung mit einem ersten Nockenbereich und zwei zweiten Nockenbereichen, wobei Fig. 27 eine Schrägansicht und Fig. 28 ein Querschnitt ist, und
• Fig. 29 und 30 eine Schrägansicht und einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführung eines Nockenelementes.

Show it:

• 1 and 2 a first embodiment of a finger follower valve drive with two first cam portions and a second cam portion, wherein Fig. 1 is an oblique view and Fig. 2 is a cross section through the second cam portion,
• 3 shows a cross section through the second cam portion of a second embodiment, whose oblique view corresponds substantially to FIG. 1,
• 4 is a section along the line IV-IV of Fig. 3,
• 5 to 7 a third embodiment with two first cam portions and a second cam portion, wherein Fig. 5 is an oblique view, Fig. 6 is a cross section through the second cam portion and Fig. 7 is a section along the line VII-VII of FIG .
• 8 to 10 a fourth embodiment with two first cam portions and a second cam portion, wherein Fig. 8 is an oblique view, Fig. 9 is a section of the line IX-IX of FIG. 10 through the first cam portion and Fig. 10 is a section Line XX of FIG. 9,
• 11 and 12 a fifth embodiment with two first cam portions and a second cam portion, wherein Fig. 11 is an exploded view of a camshaft and a valve train for two valves, and Fig. 12 is a section in the axial plane of the camshaft,
• 13 to 16 a sixth embodiment with a first cam portion and two second cam portions, wherein Fig. 13 is an oblique view, Fig. 14 is a plan view, Fig. 15 is a section along the line XV-XV and Fig. 16 is a section along the line XVI-XVI of FIG. 14,
• 17 to 22 show a seventh embodiment with two first cam areas and a second cam area, wherein FIG. 17 shows an oblique view with the valve open, FIG. 18 shows an oblique view with the valve closed, FIG. 19 shows a cross section through the first cam area with the valve open, FIG Fig. 20 is a cross-sectional view of the first cam portion when the valve is closed, Fig. 21 is a section on the line XXI-XXI of Fig. 19, and Fig. 22 is a section on the line XXII-XXII of Fig. 20;
• 23 and 24 an eighth embodiment with two first cam portions and a second cam portion, wherein Fig. 23 is an oblique view and Fig. 24 is a cross section through the first cam portion,
• 25 and 26 show a ninth embodiment with two first cam portions and a second cam portion, wherein Fig. 25 is an end view and Fig. 26 is a cross section through the second cam portion,
• 27 and 28 a tenth embodiment having a first cam portion and two second cam portions, wherein Fig. 27 is an oblique view and Fig. 28 is a cross section, and
• Figs. 29 and 30 are an oblique view and a longitudinal section of a preferred embodiment of a cam member.

Eine erfindungsgemäße Zwangführungsvorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende, geradlinige oder schwenkende Bewegung umfasst eine angetriebene Trägerwelle 1, auf der zumindest ein Nockenelement 2 in nicht näher gezeigter Weise fixiert ist. Jedes Nockenelement 2 weist einen ersten Nockenbereich 5 und einen zweiten, axial versetzten Nockenbereich 6 auf.A positive guide device according to the invention for converting a rotational movement into a reciprocating, rectilinear or pivoting movement comprises a driven carrier shaft 1, on which at least one cam element 2 is fixed in a manner not shown in detail. Each cam element 2 has a first cam area 5 and a second, axially offset cam area 6.

Die Drehung des Nockenelementes 2 bewegt einen allgemeinen mit 10 beschriebenen, hin- und hergehenden Teil, der mit einem dem ersten Nockenbereich 5 zugeordneten Nockenfolgeelement 15 und mit einem dem zweiten Nockenbereich 6 zugeordneten Rückholelement 13 versehen ist. Der erste Nockenbereich 5 dient der Öffnungsbeschleunigung und der Schließverzögerung und drückt bei der Öffnungsbeschleunigung direkt auf das Nockenfolgeelement 15, das mit einer Gleitfläche 19 oder einer Rolle 17 am Umfang des ersten Nockenbereichs 5 anliegt. Bei der Schließverzögerung treten die Kräfte entgegengesetzt auf, d.h. das Nachfolgeelement 15 drückt direkt auf den ersten Nockenbereich 5. Der axial anschließende zweite Nockenbereich 6 dient der zwangweisen Rückholung des weg gedrückten Teiles 10, indem er die Öffnungsverzögerung und die unmittelbar folgende Schließbeschleunigung übernimmt. Dies erfolgt mit Hilfe eines flexiblen Elementes 4, das am Rückholelement 13 angreift.The rotation of the cam member 2 moves a general, reciprocating part 10 described which is provided with a cam follower member 15 associated with the first cam portion 5 and with a return member 13 associated with the second cam portion 6. The first cam portion 5 is used for the opening acceleration and the closing delay and presses at the opening acceleration directly on the cam follower element 15 which abuts with a sliding surface 19 or a roller 17 on the circumference of the first cam portion 5. In the closing delay, the forces occur in opposite directions, i. the successive element 15 presses directly on the first cam portion 5. The axially adjacent second cam portion 6 serves to forcibly retrieve the pressed-away part 10 by taking over the opening delay and the immediately following closing acceleration. This is done by means of a flexible element 4, which acts on the return element 13.

In allen Ausführungsbeispielen ist die bevorzugte Anwendung der Zwangführungsvorrichtung gezeigt, nämlich als Ventilsteuerung von Verbrennungsmotoren. Derartige Zwangführungen können aber auch für Nockensteuerungen von Werkzeugmaschinen, in besonderen Getrieben, od. dgl. verwendet werden, wobei dann der hin- und hergehende Teil 10, der in den gezeigten Ausführungsbeispielen einen Schlepphebel 12 mit einem Ventil 11 oder einen Halter 25 mit zwei Ventilen 11 umfasst, der Anwendung entsprechend ausgebildet ist.In all embodiments, the preferred application of the forced guidance device is shown, namely as a valve control of internal combustion engines. However, such forced guides can also be used for cam controls of machine tools, in special transmissions, or the like, in which case the reciprocating part 10, which in the exemplary embodiments shown has a drag lever 12 with a valve 11 or a holder 25 with two valves 11, the application is designed accordingly.

Die Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht eines Ventiltriebes mit einer im nur schematisch angedeuteten Zylinderkopf 3 gelagerten, angetriebenen Trägerwelle 1 mit einem Nockenelement 2 und einem zugeordneten Ventil 11 in geöffneter Position. Das Nockenelement 2 weist drei Nockenbereiche auf, die aneinander axial anschließend angeordnet sind, wobei symmetrisch beidseits des mittleren zweiten Nockenbereichs 6 je ein erster Nockenbereich 5 vorgesehen ist. An den beiden ersten Nockenbereichen 5 mit erhabener Nockenkontur liegt ein Nockenfolgeelement 15 an, das durch einen zwei zueinander parallele Stege aufweisenden Schlepphebel 12 gebildet ist, der in einem insbesondere einstellbar im Zylinderkopf 3 angeordneten Schlepphebelhalter 20 drehbar gelagert ist. Die beiden Stege sind jeweils mit einer konvex gekrümmten Anlagegleitfläche 19 zu einem ersten Nockenbereich 5 versehen. Wird das Nockenelement 2 verdreht, so verschwenken die ersten Nockenbereiche 5 den Schlepphebel 12 im Halter 20, und das freie Ende 21 des Schlepphebels 12 bewegt das Ventil 11 in seine Offenstellung. Am oberen Ende des im Zylinderkopf 3 verschiebbar geführten Ventils ist eine Hülse 22 einstellbar befestigt, zwischen deren beiden Flansche das freie Ende 21 des Schlepphebels 12 beweglich eingreift. Etwa mittig am Schlepphebel 12 ist ein Rückholelement 13 vorgesehen, das mittels der beiden vorstehenden Enden eines Bolzens 18 in den Stegen des Zwischenhebels fixiert ist. Das Rückholelement 13 durchsetzt eine Öse 7 des als geschlossene Schlaufe ausgebildeten flexiblen Elementes 4, das den zweiten Nockenbereich 6 des Nockenelementes 2 umschließt. Die Kontur des zweiten Nockenbereiches 6 liegt innerhalb des ersten Nockenbereiches 5, sodass das flexible Element 4 zwischen den beiden ersten Nockenbereichen 5 axial gehalten ist. Durch die Festlegung am Schlepphebel 12 läuft der zweite Nockenbereich 6 innerhalb des flexiblen Elementes 4 um. Die Kontur des ersten Nockenbereiches 5 wird von der des zweiten Nockenbereiches 6 so bestimmt, dass das Nockenfolgeelement 15 während der gesamten Drehung des Nockenelementes 2 am ersten Nockenbereich 5 anliegend gehalten ist. Sobald der Gipfel des zweiten Nockenbereiches 6 die Öse 7 des flexiblen Elementes 4 passiert hat, wird die Öse 7 des flexiblen Elementes 4 an die Drehachse des Nockenelementes 2 angenähert, wobei der Schlepphebel 12 zurückschwenkt und das Ventil 11 in die Schließstellung überführt, aus der es beim nächsten Durchgang des ersten Nockenbereiches 5 wieder geöffnet wird.FIG. 1 shows an oblique view of a valve drive with a driven carrier shaft 1, mounted in the cylinder head 3 indicated only schematically, with a cam element 2 and an associated valve 11 in the open position. The cam member 2 has three cam portions, which are arranged axially adjacent to each other, wherein symmetrically on both sides of the central second cam portion 6 each have a first cam portion 5 is provided. At the two first cam portions 5 with raised cam contour is a cam follower element 15, which is formed by a two mutually parallel webs drag lever 12 which is rotatably mounted in a particular adjustable in the cylinder head 3 arranged finger lever holder 20. The two webs are each provided with a convex curved Anlagegleitfläche 19 to a first cam portion 5. If the cam member 2 is rotated, the first cam portions 5 pivot the drag lever 12 in the holder 20, and the free end 21 of the rocker arm 12 moves the valve 11 in its open position. At the upper end of the cylinder head 3 slidably guided valve is a sleeve 22nd fastened adjustable, between the two flanges, the free end 21 of the finger lever 12 engages movable. Approximately centrally on the finger lever 12, a return element 13 is provided which is fixed by means of the two projecting ends of a bolt 18 in the webs of the intermediate lever. The return element 13 passes through an eyelet 7 of the flexible loop 4 designed as a closed loop, which surrounds the second cam region 6 of the cam element 2. The contour of the second cam area 6 lies within the first cam area 5, so that the flexible element 4 is held axially between the two first cam areas 5. By fixing to the finger lever 12, the second cam portion 6 runs within the flexible element 4. The contour of the first cam area 5 is determined by that of the second cam area 6 such that the cam follower element 15 is held in abutment with the first cam area 5 during the entire rotation of the cam element 2. As soon as the summit of the second cam portion 6 has passed the eyelet 7 of the flexible element 4, the eyelet 7 of the flexible element 4 is approximated to the axis of rotation of the cam member 2, the cam follower 12 pivots back and the valve 11 is moved to the closed position, from which it is opened again at the next passage of the first cam portion 5.

Fig. 3 und 4 zeigen eine sehr ähnliche Ausführung, die sich im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass das Rückholelement 13 eine auf den Bolzen 18 mittels Wälzlager 16 drehbar gelagerte Rolle 14 aufweist, um die das wiederum eine geschlossene Schlaufe bildende flexible Element 4 geführt ist. Bei der Drehung des Nockenelementes 2 wird sich daher das flexible Element 4 über die Rolle 14 bewegen und diese antreiben, da aufgrund der größeren, vorzugsweise nicht nachbearbeiteten Anlagefläche des zweiten Nockenbereiches 6 zwischen dem flexiblen Element 4 und dem zweiten Nockenbereich 6 eine wesentlich größere Reibung auftritt. Gegebenenfalls kann daher sogar ein Formschluss zwischen dem zweiten Nockenbereich 6 und dem flexiblen Element 4 ausgebildet werden.3 and 4 show a very similar embodiment, which differs essentially in that the return member 13 has a rotatably mounted on the bolt 18 by means of roller bearings 16 roller 14 around which in turn a closed loop forming flexible element 4 is guided. Upon rotation of the cam member 2, therefore, the flexible member 4 will move over the roller 14 and drive it, since due to the larger, preferably not reworked contact surface of the second cam portion 6 between the flexible member 4 and the second cam portion 6, a much greater friction occurs , Optionally, therefore, even a positive connection between the second cam portion 6 and the flexible member 4 are formed.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine Ausführung, bei der die Nockenkontur im zweiten Nockenbereich 6 größer ist als die Nockenkontur der beiden ersten Nockenbereiche 5. Das wiederum als geschlossene Schlaufe ausgebildete flexible Element 4 ist auch in dieser Ausführung über eine Rolle 14 geführt, die im Schlepphebel 12 auf dem Bolzen 18 drehbar gelagert ist. Die größere Kontur des zweiten Nockenbereiches 6 verringert an sich schon den Längenfehler der geschlossenen Schlaufe, und deren Ableitung von der Ventilhubkurve lässt ihn praktisch verschwinden. Das Nockenfolgeelement 15 des Schlepphebels 12 ist wiederum mit zwei konvexen Anlagegleitflächen 19 zur Anlage an die beiden ersten Nockenbereiche 5 versehen. Der Nockenhub des ersten Nockenbereichs 5 beträgt etwa 5 mm. Da das Nockenfolgeelement 15 am Schlepphebel 12 etwa mittig angeordnet ist, liegt der Ventilhub bei etwa 10 mm. Der erste Nockenbereich 5 weist einen Grundkreisradius von etwa 17 bis 18 mm auf und am Übergang vom Grundkreis zum Nockenbereich 5 ist an der Öffnungsseite ein konkaver Übergangsbereich ausgebildet, dessen Radius zwischen 40 und 70 mm beträgt. Der Radius der gewölbten Anlagegleitfläche 19 des Nockenfolgeelementes 15 liegt bei etwa 25 bis 30 mm. Ein Versuch ergab für diese Ausführung Öffnungsbeschleunigungen bis zu 150 mm/rad².5 to 7 show an embodiment in which the cam contour in the second cam portion 6 is greater than the cam contour of the first two cam portions 5. The turn formed as a closed loop flexible element 4 is guided in this embodiment via a roller 14, the is mounted rotatably in the finger lever 12 on the pin 18. The larger contour of the second cam portion 6 in itself reduces the length error of the closed loop, and its derivation from the valve lift curve makes it virtually disappear. The cam follower element 15 of the finger lever 12 is in turn with two convex Anlagegleitflächen 19 to the system the two first cam portions 5 are provided. The cam lift of the first cam portion 5 is about 5 mm. Since the cam follower element 15 is arranged approximately centrally on the drag lever 12, the valve lift is about 10 mm. The first cam portion 5 has a base circle radius of about 17 to 18 mm and at the transition from the base circle to the cam portion 5 a concave transition region is formed on the opening side, the radius of which is between 40 and 70 mm. The radius of the curved Anlagegleitfläche 19 of the cam follower element 15 is about 25 to 30 mm. An experiment resulted in this embodiment opening accelerations up to 150 mm / rad ² .

Anstelle der Anlagegleitflächen 19 des Nockenfolgeelementes 15 können auch hier auf Wälzlagern 16 gelagerte Rollen 17 vorgesehen werden. Eine derartige Ausführung zeigen die Fig. 8 bis 10, in der die von der geschlossenen Schlaufe umgebene Rolle 14 des Rückholelementes 13 und die beiden Rollen 17 des Nockenfolgeelementes 15 gemeinsam auf dem Bolzen 18 gelagert sind, wie vor allem aus Fig. 10 ersichtlich ist. Die Achsen der Rollen 14 und 17 können aber auch parallel zueinander angeordnet sein, wenn sich daraus Konstruktions- und oder Montagevorteile ergeben, da parallele Rollenachsen unterschiedliche Hebelverhältnisse bedeuten, die selbstverständlich einen Einfluss auf die Konturen der beiden Nockenbereiche 5, 6 haben. Die Ausführung nach den Fig. 8 bis 10 zeigt, dass die ersten und zweiten Nockenbereiche 5, 6 gleich sind, und das Nockenelement 2 somit keine Oberflächenstufen aufweist. Die Verringerung des Längenfehlers des flexiblen Elementes 4 kann trotz gleicher Nockenkontur und gemeinsamer Rollenachse durch einen kleineren Durchmesser der Rolle 14 erreicht werden.Instead of Anlagegleitflächen 19 of the cam follower element 15 16 mounted rollers 17 can also be provided here. Such an embodiment is shown in FIGS. 8 to 10, in which the roller 14 of the return element 13 surrounded by the closed loop and the two rollers 17 of the cam follower element 15 are mounted together on the pin 18, as can be seen in particular from FIG. However, the axes of the rollers 14 and 17 can also be arranged parallel to one another if this results in design and / or assembly advantages, since parallel roller axes mean different lever ratios which, of course, have an influence on the contours of the two cam areas 5, 6. The embodiment of FIGS. 8 to 10 shows that the first and second cam portions 5, 6 are the same, and thus the cam member 2 has no surface steps. The reduction of the length error of the flexible element 4 can be achieved despite a similar cam contour and common roller axis by a smaller diameter of the roller 14.

Versuche und Berechnungen haben gezeigt, dass zu kompensierende Längenfehler in der Größenordnung von 0,1 % bis 0,5 % des Ventilhubes liegen, also sehr klein sind. Diese geringfügigen Längenfehler des flexiblen Elementes 4 können beispielsweise durch begrenzt dehnfähige Materialien kompensiert werden. Beispielsweise kann das flexible Element 4 aus einem Gewebeband gefertigt sein, das eine geringfügige elastische Längenänderung zulässt, sodass die geschlossene Schlaufe um das benötigte Maß aufweitbar ist. Die Dehnungsbegrenzung kann durch längenkonstante Fasern in Umfangsrichtung erzielt werden. In der Ausführung nach Fig. 1 und 2 könnte der Längenfehler auch durch ein Rückholelement 13 aus einem elastisch kompressiblen Material, beispielsweise durch eine auf dem Bolzen 18 angeordnete Gummi- oder Kunststoffhülse kompensiert werden. In der Ausführung nach den Fig. 3 bis 10 kann der Längenfehler auch durch eine elastisch kompressible Auflage des Nockenelementes 2 im zweiten Nockenbereich 6 kompensiert werden. Diese Auflage könnte beispielsweise durch ein Gummiband od. dgl. gebildet sein. Durch eine begrenzte Dehnbarkeit des flexiblen Elementes 4 ist es auch möglich, dieses mit Vorspannung zu montieren, und für einen Spielausgleich und/oder die Erzeugung einer Schließkraft heran zu ziehen.Tests and calculations have shown that length errors to be compensated are on the order of 0.1% to 0.5% of the valve lift, ie are very small. These minor length errors of the flexible element 4 can be compensated, for example, by materials with limited elasticity. For example, the flexible element 4 may be made of a fabric tape that allows a slight elastic change in length, so that the closed loop is expandable by the required amount. The strain limitation can be achieved by length-constant fibers in the circumferential direction. In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the length error could also be compensated by a return element 13 made of an elastically compressible material, for example by a rubber or plastic sleeve arranged on the pin 18. In the embodiment according to FIGS. 3 to 10, the length error can also be achieved by an elastically compressible support of the cam element 2 in FIG second cam portion 6 can be compensated. This edition could od, for example, by a rubber band. Like. Be formed. Due to a limited extensibility of the flexible element 4, it is also possible to assemble this with bias, and pull up for a clearance compensation and / or the generation of a closing force.

Eine weitere Ausgleichsmöglichkeit sieht die Ausführung nach Fig. 11 und 12 vor, in der das zu einer geschlossenen Schlaufe geformte flexible Element 4 einem Halter 25 für zwei nebeneinander angeordnete, gleichartig zu betätigende Ventile 12 zugeordnet ist. Der Halter 25 weist im Mittelteil als Rückholelement 13 eine Rolle 14 auf, über die das flexible Element 4 geführt ist, und deren Achsbolzen 18 über zwei Druckfedern 28 in Ausnehmungen des Halters 25 in der Bewegungsrichtung der Ventile 11 elastisch nachgiebig gelagert sind. Anstelle der beiden Druckfedern 28 könnten auch zwei Vorrichtungen für einen hydraulischen Spielausgleich vorgesehen sein. Die Ventile 11 weisen hinterschnittene Köpfe 27 auf, die in entsprechende Aufnahmen 26 des Halters 25 eingehängt sind. Am Halter 25 sind zu jedem ersten Nockenbereich 5 ein Nockenfolgeelement 15 mit einer konvexen Anlagegleitfläche 19 vorgesehen. Da die Ventile 11 axial seitlich neben dem Nockenelement 2 angeordnet sind, ist eine sehr niedrige Bauhöhe und eine sehr nahe an die Trägerwelle 1 heranreichende Führung für die Ventile 11 möglich, wie aus Fig. 12 ersichtlich ist. Diese Ausführung ist sehr montagefreundlich und besteht aus sehr wenigen Bauteilen. Die Kontur des zweiten Nockenbereichs 6 ist, wie in Fig. 5 bis 7 gezeigt, größer als die Kontur der beidseitig anschließenden ersten Nockenbereiche 5, sodass auch die Fertigung eines derartigen Nockenelementes 2 keine Schwierigkeiten bereitet. Die Umfangsfläche des Nockenelementes 2 im mittleren zweiten Nockenbereich 6 erfordert keine Nachbearbeitung und keine extreme Genauigkeit, da das flexible Element 4 sich mitdreht und keine Abtastung der Nockenkontur erfolgt. Die Befestigung des Nockenelementes 2 auf der Trägerwelle 1 kann daher beispielsweise auch durch eine Schraube 29 od. dgl. erfolgen (Fig. 11), die im Grundkreisabschnitt des zweiten Nockenbereiches 6 vorgesehen wird. Alternativ sind auch andere Herstellungsverfahren für die Nockenbereiche oder die gesamte Nockenwelle möglich, z.B. durch ein Sinterverfahren, durch Spritzguss, usw.A further compensation possibility provides for the embodiment according to FIGS. 11 and 12, in which the flexible element 4 formed into a closed loop is associated with a holder 25 for two adjacently actuated, similarly actuated valves 12. The holder 25 has in the middle part as a return element 13 to a roller 14 through which the flexible element 4 is guided, and the axle 18 are resiliently resiliently mounted in the direction of movement of the valves 11 via two compression springs 28 in recesses of the holder 25. Instead of the two compression springs 28 and two devices could be provided for a hydraulic clearance compensation. The valves 11 have undercut heads 27 which are suspended in corresponding receptacles 26 of the holder 25. On the holder 25, a cam follower element 15 with a convex abutment sliding surface 19 is provided for each first cam region 5. Since the valves 11 are arranged axially laterally next to the cam element 2, a very low overall height and a guide for the valves 11 approaching very close to the carrier shaft 1 are possible, as can be seen from FIG. This version is very easy to install and consists of very few components. As shown in FIGS. 5 to 7, the contour of the second cam region 6 is greater than the contour of the first cam regions 5 adjoining on both sides, so that the production of such a cam element 2 also causes no difficulties. The peripheral surface of the cam member 2 in the middle second cam portion 6 requires no post-processing and no extreme accuracy, since the flexible member 4 rotates and no sampling of the cam contour occurs. The attachment of the cam element 2 on the support shaft 1 can therefore, for example, by a screw 29 or the like. (Fig. 11), which is provided in the base circle portion of the second cam portion 6. Alternatively, other methods of manufacturing the cam portions or the entire camshaft are possible, e.g. through a sintering process, injection molding, etc.

Fig. 13 bis 16 zeigen eine Ausführung, in der die zwei zweiten Nockenbereiche 6 zwischen sich einen ersten Nockenbereich 5 einschließen. Die Ausführung enthält daher auch zwei flexible Elemente 4 und nur ein Nockenfolgeelement 15 mit einer drehbar gelagerten Rolle 17. Die beiden flexiblen Elemente 4 sind jeweils um eine Rolle 14 des Rückholelementes 13 geführt, wobei die drei Rollen 14, 17, 14 wiederum auf einem gemeinsamen Achsbolzen 18 vorgesehen sind. Die Enden des Bolzens 18 sind in zwei Schlepphebeln 12 fixiert, die auf einer parallel zur Trägerwelle 1 sich erstreckenden Achse 23 drehbar gelagert sind und sich oberhalb der Trägerwelle 1 zu zwei gemeinsamen zu betätigenden Ventilen 11 erstrecken. Die Köpfe der Ventile 11 weisen kugelige Bohrungen auf, in die die gerundete Enden 21 der Schlepphebel 12 eingreifen. Die die Trägerwelle 1 überspannenden Schlepphebel 12 erfordern ein Nockenelement 2, dessen Kontur in beiden Nockenbereichen 5, 6 gegenüber dem Grundkreisabschnitt eingezogen ist - derartige Nockenformen werden auch Negativnocken genannt. Gezeigt ist die Schließstellung der Ventile 11, in der die Rolle 17 des Nockenelementes 15, wie vor allem aus Fig. 15 ersichtlich ist, auf dem Grundkreisabschnitt abrollt, bis sie den eingezogenen ersten Nockenbereich 5 erreicht. Die Rolle 17 nähert sich an die Drehachse der Trägerwelle 1 an, und drückt die Ventile 11 nach unten, sodass sie geöffnet werden. Die in Fig. 16 ersichtliche gleichartig negative Kontur des zweiten Nockenbereichs 6 lässt diese Öffnungsbewegung der Ventile 11 zu, da auch die Rolle 14 näher an die Drehachse gezogen wird, da die Umfangslänge des vollständigen Grundkreisabschnitts größer ist als die Umfangslänge eines Grundkreisabschnitts, in dem die sehnenartige Einsenkung des Nockenbereichs enthalten ist. Bei der weiteren Drehung wird die Rolle 17 wieder von der Drehachse der Trägerwelle 1 weg nach oben gedrückt und die Ventile werden geschlossen, wobei die geschlossene Schlaufe des flexiblen Elementes 4 die benötigte Verlängerung freigibt, da die untere Umfangslänge wieder kürzer wird, wie auch aus Fig. 16 ersichtlich ist.FIGS. 13 to 16 show an embodiment in which the two second cam portions 6 enclose a first cam portion 5 between them. The embodiment therefore also includes two flexible elements 4 and only one cam follower element 15 with a rotatably mounted roller 17. The two flexible elements 4 are each guided around a roller 14 of the return element 13, wherein the three rollers 14, 17, 14 turn on a common axle 18 are provided. The ends of the bolt 18 are fixed in two rocker arms 12 which are rotatably mounted on an axis parallel to the carrier shaft 1 extending axis 23 and extend above the support shaft 1 to two common actuated valves 11. The heads of the valves 11 have spherical holes into which the rounded ends 21 of the cam followers 12 engage. The rocker arms 12 spanning the support shaft 1 require a cam element 2 whose contour is drawn in both cam areas 5, 6 relative to the base circle section - such cam shapes are also called negative cams. Shown is the closed position of the valves 11, in which the roller 17 of the cam member 15, as can be seen especially in FIG. 15, rolls on the base circle portion until it reaches the retracted first cam portion 5. The roller 17 approaches the axis of rotation of the carrier shaft 1, and pushes the valves 11 down so that they are opened. The similar negative contour of the second cam region 6 shown in FIG. 16 permits this opening movement of the valves 11, since the roller 14 is also pulled closer to the rotational axis since the circumferential length of the complete base circle section is greater than the circumferential length of a base circle section in which the chord-like depression of the cam area is included. Upon further rotation, the roller 17 is again pushed upwards away from the axis of rotation of the carrier shaft 1 and the valves are closed, the closed loop of the flexible element 4 releasing the required extension, since the lower circumferential length becomes shorter again, as also shown in FIG 16 can be seen.

Die zwischen dem zweiten Nockenbereich 6 und dem Rückholelement 13 sich gerade erstreckenden Abschnitte des flexiblen Elementes 4 können durch zumindest eine außerhalb angeordnete weitere Rolle nach innen gewölbt sein, sodass die Krafteinleitung günstiger und die Zugkraftbelastung des flexiblen Elementes 4 verringert wird. Diese weitere Rolle kann auch elastisch nachgiebig ausgebildet oder in Art einer Riemenspanneinrichtung gelagert sein, und damit ebenfalls zur Kompensierung des Längenfehlers beitragen.The sections of the flexible element 4 that extend straight between the second cam area 6 and the return element 13 may be curved inwardly by at least one further roller disposed outside, so that the introduction of force is more favorable and the tensile load of the flexible element 4 is reduced. This further role may also be elastically yielding or be stored in the manner of a belt tensioning device, and thus also contribute to the compensation of the length error.

In der Fig. 17 bis 22 ist ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem das flexible Element 4 keine in sich geschlossene Schlaufe ist, sondern eine endliche Länge aufweist. Die Ausführung weist wiederum zwei erste Nockenbereiche 5 auf, zwischen denen der zweite Nockenbereich 6 angeordnet ist. Die ersten Nockenbereiche 5 sind erhaben und wirken mit dem zwei Anlageflächen 19 aufweisenden Nockenfolgeelement 15 des Schlepphebels 12 zusammen, der in einem einstellbaren Lager 20 im Zylinderkopf 3 schwenkbar gelagert ist. Insoweit entspricht diese Ausführung den bisher beschriebenen Ausführungen nach den Fig. 1 bis 7, 11 und 12. Der zweite Nockenbereich 6 ist eingesenkt und stellt einen negativen Nocken dar, dessen Maximum näher an der Drehachse des Nockenelementes 2 liegt als dessen Grundkreisabschnitt und außerdem gegenüber den ersten Nockenbereichen 5 verdreht ist. Fig. 17, 19 und 21 zeigen die Offenstellung des Ventils 11. Insbesondere aus Fig. 19 ist ersichtlich, dass zwischen dem eingesenkten, zweiten Nockenbereich 6 und dem strichliert gezeichneten Vollkreis ein als Umlaufraum 9 bezeichneter Raum verbleibt, der in der Schließstellung gemäß Fig. 20 durch den Grundkreisabschnitt des zweiten Nockenbereiches 6 ausgefüllt ist. Das eine endliche Länge aufweisende flexible Element 4 ist einerseits am Rückholelement 13 des hin- und hergehenden Teiles 10, also entweder am Schlepphebel 12, bzw. an seinem freien Ende 21, oder am Kopf des Ventils 11, und andererseits an einer oberen Befestigungsstelle 8 des Zylinderkopfes 3 fixiert, die nahe dem Lager der Trägerwelle 1 so gewählt ist, dass das flexible Element 4 in seiner geradlinigen, längsten Erstreckung den eingesenkten zweiten Nockenbereich 6 nach Art einer Tangente passiert.17 to 22, a first embodiment is shown, in which the flexible element 4 is not a self-contained loop, but has a finite length. The embodiment in turn has two first cam portions 5, between which the second cam portion 6 is arranged. The first cam portions 5 are raised and cooperate with the two contact surfaces 19 having cam follower 15 of the finger lever 12, which is pivotally mounted in an adjustable bearing 20 in the cylinder head 3. In that regard, this embodiment corresponds to the previously described Embodiments according to FIGS. 1 to 7, 11 and 12. The second cam portion 6 is sunk and represents a negative cam whose maximum is closer to the axis of rotation of the cam member 2 than the base circle portion and also with respect to the first cam portions 5 is rotated. It can be seen in particular from FIG. 19 that between the recessed, second cam region 6 and the full circle shown by dashed lines there remains a space designated circulation space 9, which in the closed position according to FIG. 20 is filled by the base circle portion of the second cam portion 6. The flexible element 4 having a finite length is on the one hand on the return element 13 of the reciprocating part 10, ie either on the cam follower 12, or on its free end 21, or on the head of the valve 11, and on the other hand at an upper attachment point 8 of the Cylinder head 3 is fixed, which is selected near the bearing of the support shaft 1 so that the flexible element 4 in its straight, longest extent passes the depressed second cam portion 6 in the manner of a tangent.

Wie aus Fig. 19 bis 21 ersichtlich, ist das flexible Element 4 als Seil ausgeführt, und die Umfangsfläche des Nockenelementes 2 im zweiten Nockenbereich 6 mit einer Nut versehen, in der das Seil eine seitliche Führung findet. Bevorzugt erstreckt sich das Seil im Wesentlichen in der Achse des Ventils 11, und ist nach Art eines Seiles eines Bowdenzuges an beiden Enden mit einer Verdickung 32 versehen, die in eine an der Befestigungsstelle 8 drehbar gelagerte Walze 31, und am Ventil 11 in eine als Rückholelement 13 dienende hinterschnittene Aufnahme 33 eingehängt ist. Wie jeweils aus dem Vergleich der Fig. 17 und 18, 19 und 20, 21 und 22 ersichtlich, weist das flexible Element 4 in der Offenstellung des Ventils 11, in der die ersten und zweiten Nockenbereiche 5, 6 wirksam sind, seine größte Länge auf. Bei Drehung des Nockenelementes wird das flexible Element 4 durch den Grundkreisabschnitt des zweiten Nockenbereiches 6 seitlich ausgebaucht, und in der effektiven Länge verkürzt, sodass das daran hängende Ventil 11 in die Schließstellung hochgezogen wird. Die Ausbildung des Rückholelementes 13 am Ventil 11 selbst erübrigt die Mitnahme des Ventils 11 in die Schließstellung durch den Schlepphebel 12, dessen freies Ende 21 für die Öffnung des Ventils 11 nur auf seiner Oberseite aufliegen muss. Der Radius des Grundkreisabschnitts des zweiten Nockenbereiches 6 bestimmt den Ventilhub, also die lineare Bewegung des Ventils 11, wobei der Ventilhub die Differenz zwischen der Bogen- und der Sehnenlänge des Grundkreises darstellt. Das Nockenelement 2 weist daher im zweiten Nockenbereich 6 einen deutlich größeren Durchmesser als im ersten Nockenbereich 5 auf, um üblichen Längen des Ventilhubs gerecht zu werden. Eine räumlich Platz sparende Lösung ergibt sich dennoch, wenn der Schlepphebel 12 zwischen den beiden Anlagegleitflächen 19 einen Freiraum für den Durchtritt des zweiten Nockenbereiches 6 aufweist.As can be seen from FIGS. 19 to 21, the flexible element 4 is designed as a cable, and the peripheral surface of the cam element 2 in the second cam region 6 is provided with a groove in which the cable finds a lateral guidance. Preferably, the cable extends substantially in the axis of the valve 11, and is provided in the manner of a cable of a Bowden cable at both ends with a thickening 32 in a rotatably mounted on the attachment point 8 roller 31, and the valve 11 in a Return element 13 serving undercut receptacle 33 is mounted. As can be seen from the comparison of Figs. 17 and 18, 19 and 20, 21 and 22, the flexible element 4 in the open position of the valve 11, in which the first and second cam portions 5, 6 are effective, its greatest length , Upon rotation of the cam member, the flexible member 4 is laterally bulged by the base circle portion of the second cam portion 6, and shortened in the effective length, so that the valve 11 hanging thereon is pulled up to the closed position. The formation of the return element 13 on the valve 11 itself eliminates the entrainment of the valve 11 in the closed position by the cam follower 12, the free end 21 must rest for the opening of the valve 11 only on its upper side. The radius of the base circle portion of the second cam portion 6 determines the valve lift, so the linear movement of the valve 11, wherein the valve lift represents the difference between the arc and the chord length of the base circle. The cam element 2 therefore has a significantly larger diameter in the second cam area 6 than in the first cam area 5 in order to cope with the usual lengths of the valve lift. A space-saving solution results Nevertheless, when the drag lever 12 between the two Anlagegleitflächen 19 has a free space for the passage of the second cam portion 6.

Fig. 23 und 24 zeigen eine ähnliche Ausführung mit zwei flexiblen Elementen 4, die mit der oberen Befestigungsstelle 8 und mit einer am Kopf des Ventils 11 ausgebildeten Aufnahme 33 verbunden sind, und sich beidseitig des zweiten Nockenbereichs 6 erstrecken. Die beiden flexiblen Elemente sind etwa mittig durch ein Querelement 34 verbunden, das am zweiten Nockenbereich 6 anliegt, der wiederum eine negative Nockenkontur aufweist. Das Querelement 34 ist mit einer konvexen Anlagegleitfläche 38 versehen, wodurch zwischen dem Querelement 34 und dem zweiten Nockenbereich 6 in jeder Stellung nur eine Linienberührung gegeben ist. Das Querelement 34 kann auch mit einer Rolle versehen sein, die am zweiten Nockenbereich 6 abrollt. Die ersten Nockenbereiche 5 und deren Abtastung durch das am Schlepphebel 12 vorgesehene Nockenfolgeelement 15 entsprechen der Ausführung nach den Fig. 17 bis 22. Als flexible Elemente 4 sind auch in dieser Ausführung insbesondere an den Enden verdickte Seile in entsprechende obere und untere Halterungen eingehängt. Anstelle zweier flexibler Elemente 4 kann auch ein einziges Element verwendet werden, dessen beiden Enden entweder in die obere oder in die untere Halterung 8, 33 eingehängt werden, und das im mittleren Bereich in der jeweils anderen Halterung 33, 8 umgelenkt ist.23 and 24 show a similar embodiment with two flexible elements 4, which are connected to the upper attachment point 8 and with a receptacle 33 formed on the head of the valve 11, and extend on both sides of the second cam portion 6. The two flexible elements are connected approximately centrally by a transverse element 34 which bears against the second cam region 6, which in turn has a negative cam contour. The cross member 34 is provided with a convex abutment sliding surface 38, whereby between the cross member 34 and the second cam portion 6 is given in each position only one line contact. The cross member 34 may also be provided with a roller which rolls on the second cam portion 6. The first cam sections 5 and their scanning by the cam follower element 15 provided on the cam follower 12 correspond to the embodiment according to FIGS. 17 to 22. As flexible elements 4, cables reinforced in this embodiment, in particular at the ends, are hooked into corresponding upper and lower brackets. Instead of two flexible elements 4, a single element can be used, the two ends are suspended either in the upper or in the lower holder 8, 33, and in the middle region in the other holder 33, 8 is deflected.

Fig. 25 und 26 zeigen eine Ausführung, die aufgrund der zylinderkopffesten Befestigungsstelle 8 wiederum erhabene und eingesenkte Nockenbereiche 5, 6 erfordert, wobei der negative Nockenbereich 6 zwischen den beiden positiven Nockenbereichen 5 angeordnet ist. Die obere Befestigungsstelle 8 ist als sich parallel zur Trägerwelle 1 erstreckender Stab oder Bolzen ausgebildet, und am hin- und hergehenden Teil 10 ist, ähnlich der Ausführung nach den Fig. 1 bis 10, ein Bolzen 18 zwischen zwei Stegen des Schlepphebels 12 fixiert. Das flexible Element 4 ist als geschlossene Schlaufe ausgebildet und über den Stab der Befestigungsstelle 8 und den Bolzen 18 geführt, wobei beide Abschnitte des flexiblen Elementes 4 an derselben Seite des Nockenelementes 2 vorbeigeführt sind. Sowohl an der oberen und an der unteren Umlenkung kann eine Rolle vorgesehen sein.FIGS. 25 and 26 show an embodiment which, on account of the cylinder-head-fixed fastening point 8, again requires raised and sunken cam areas 5, 6, the negative cam area 6 being arranged between the two positive cam areas 5. The upper attachment point 8 is formed as extending parallel to the support shaft 1 rod or bolt, and at the reciprocating part 10 is similar to the embodiment of FIGS. 1 to 10, a pin 18 between two webs of the finger lever 12 fixed. The flexible element 4 is formed as a closed loop and guided over the rod of the attachment point 8 and the bolt 18, wherein both sections of the flexible element 4 are guided past on the same side of the cam member 2. Both at the upper and at the lower deflection, a roller may be provided.

In den bisherigen Ausführungen sind flexible Elemente 4 gezeigt, die beispielsweise durch einen Streifen oder ein Band aus einem Flächematerial gebildet sind, in dem Fäden oder Fasern in einer textilen Bindung vorgesehen sind, und das in einer textilen Rundarbeitstechnik (Rundweben, Rundstricken, Rundwirken, usw.) nahtlos hergestellt ist. Eine rundgewebte geschlossene Schlaufe enthält vorzugsweise Aramid-, Kevlar-, Kohle-oder Glasfasern als in Umfangsrichtung verlaufende Schussfäden, die eine hohe Längenkonstanz und Temperaturbeständigkeit besitzen. Das flexible Element 4 kann weiters auch ein Stahlband sein, das beispielsweise aus einer Titanlegierung gefertigt ist, bzw. ein Seil aus einem beliebigen Material.In the previous embodiments, flexible elements 4 are shown, which are formed, for example, by a strip or a strip of a surface material in which threads or fibers are provided in a textile bond, and which in a textile rotary work technique (circular weaving, circular knitting, circular knitting, etc .) is made seamless. A round-woven closed loop preferably contains aramid, Kevlar, or carbon Glass fibers as weft threads extending in the circumferential direction, which have a high length constancy and temperature resistance. The flexible element 4 may further also be a steel strip, which is made for example of a titanium alloy, or a rope made of any material.

In der Ausführung nach Fig. 27 und 28, die in den Grundzügen der Ausführung nach Fig. 23 und 24 entspricht, ist das flexible Element 4 durch mindestens zwei Glieder einer Kette gebildet, die zwischen der durch einen Stab oder Bolzen gebildeten oberen Befestigungsstelle 8 und einem am Kopf des Ventils 11 angebrachten, etwa U-förmigen Halter 37 angeordnet ist, der als Rückholelement 13 dient. Die beiden Kettenglieder umfassen seitliche Laschen 35, die durch einen als Querschnitt 34 dienenden Gelenkstift 36 verbunden sind. Ein weiterer Gelenkstift 36 lenkt das untere Kettenglied am Halter 37 an. Das Nockenelement 2 weist in dieser Ausführung zwei zweite, negative Nockenbereiche 6 und einen mittleren ersten, positiven Nockenbereich 5 auf. Das flexible Element 4 durchsetzt wiederum den Umlaufraum 9 der zweiten Nockenbereiche 6, sodass das flexible Element 4 über den Grundkreisabschnitt seitlich ausgebaucht und das Ventil 11 in die Schließstellung hochgezogen ist. Eine an der Kontur der beiden zweiten Nockenbereiche 6 anliegende Rolle ist auf dem Gelenkstift 36 gelagert. Die Laschen 35 liegen beidseits außerhalb des Nockenelementes 2, und das am Schlepphebel 12 vorgesehene Nockenfolgeelement 15 greift zwischen die beiden zweiten Nockenbereiche 6 ein, sodass auch diese Ausführung baulich sehr kompakt ist. Das freie Ende 21 des Schlepphebels 12 greift in den U-förmigen Halter 37 unterhalb des untersten Gelenkstifts 36 ein.In the embodiment of FIGS. 27 and 28, which in the basic features of the embodiment according to FIGS. 23 and 24 corresponds, the flexible element 4 is formed by at least two links of a chain which between the upper attachment point 8 and formed by a rod or bolt a mounted on the head of the valve 11, approximately U-shaped holder 37 is arranged, which serves as a return element 13. The two chain links comprise lateral tabs 35 which are connected by a hinge pin 36 serving as a cross-section 34. Another hinge pin 36 directs the lower chain link on the holder 37. In this embodiment, the cam element 2 has two second, negative cam areas 6 and a middle first, positive cam area 5. The flexible element 4 in turn passes through the circulation space 9 of the second cam areas 6, so that the flexible element 4 bulges laterally over the base circle section and the valve 11 is pulled up into the closed position. A voltage applied to the contour of the two second cam portions 6 roller is mounted on the hinge pin 36. The lugs 35 are on both sides outside of the cam member 2, and provided on the cam follower 12 cam follower element 15 engages between the two second cam portions 6, so that this design is structurally very compact. The free end 21 of the finger lever 12 engages in the U-shaped holder 37 below the lowermost hinge pin 36 a.

Der Schlepphebelhalter 20 ist am Zylinderkopf 3 vorzugsweise parallel zum Ventil 11 verschiebbar fixiert. Wird die nicht gezeigte Fixierung des Schlepphebelhalters 20 gelöst, und gleichzeitig das Ventil 11 zu der Schließstellung verriegelt, so wird durch die Drehung des Nockenelementes 2 anstelle des Ventils 11 der Schlepphebelhalter 20 mit dem Schlepphebel 12 mitbewegt. Der zum Ventil gehörige Zylinder ist dadurch in sehr einfacher Weise abgeschaltet.The rocker arm holder 20 is preferably fixed to the cylinder head 3 displaceable parallel to the valve 11. If the fixation of the finger lever holder 20, not shown, is released, and at the same time the valve 11 is locked to the closed position, then the finger lever holder 20 is moved by the rotation of the cam element 2 instead of the valve 11 with the finger lever 12. The associated with the valve cylinder is thus turned off in a very simple manner.

Die zu beschleunigenden Massen sind in einer erfindungsgemäßen Zwangführungsvorrichtung durch den Wegfall von Rückstellfederelementen sowie durch eine wesentlich leichtere Bauweise des hin- und hergehenden Teils 10 reduziert. Der Einsatz von Leichtmetallen, Keramiken oder Kunststoff für das Ventil erlauben eine Reduktion der zu beschleunigenden und verzögernden Massen von 50 % bis 80 % des Wertes eines Ventilstößels mit Rückstellfeder und hydraulischem Spielausgleich. Die hohen Werte ergeben sich insbesondere im Teillastbereich, da die Ventilfedern auf Volllastsicherheit ausgelegt sein müssen. Weiters kann das Ventil kürzer ausgeführt werden, da die Platz raubende Ventilfeder entfällt.The masses to be accelerated are reduced in a positive guide device according to the invention by the elimination of return spring elements and by a much lighter construction of the reciprocating member 10. The use of light metals, ceramics or plastic for the valve allow a reduction of the masses to be accelerated and retarded from 50% to 80% of the value of a valve lifter with return spring and hydraulic backlash compensation. The high values arise especially in the partial load range, since the valve springs must be designed for full load safety. Furthermore, the valve can be made shorter, since the space-consuming valve spring deleted.

Auch das Nockenelement kann kleiner ausgeführt werden. Ebenso wird auch die Ausbildung von Kunststoffnockenelementen bzw. vollständig aus Kunststoff, beispielsweise im Spritzguss hergestellten Nockenwellen realisierbar. Auch die Verwendung anderer Leichtbaustoffe für die Herstellung der Nockenwellen oder der Nockenelemente, beispielsweise Aluminium wird möglich. Aufgrund der Massenreduzierung und der Gleitschmierung sind Kraftstoffeinsparungen von 5 % und mehr zu erwarten.Also, the cam element can be made smaller. Likewise, the formation of plastic cam elements or completely made of plastic, for example produced by injection camshafts can be realized. The use of other lightweight materials for the production of the camshaft or the cam elements, such as aluminum is possible. Due to the mass reduction and the sliding lubrication, fuel savings of 5% and more are expected.

Eine bevorzugte Möglichkeit zur Herstellung eines zwei unterschiedliche Nockenbereiche 5, 6 aufweisenden Nockenelementes 2 zeigen die Fig. 29 und 30. Das Nockenelement 2 setzt sich aus einem an der Trägerwelle 1 befestigten Nockenteil 41 und einem auf dem Nockenteil 41 befestigten Nockenteil 42 zusammen. Der Nockenteil 41 des Nockenelementes 2, das in den Ausführungen nach Fig. 13 und 27 verwendbar ist, hat die Kontur des ersten Nockenbereiches 5, besteht aus üblichem Nockenmaterial, und ist insbesondere im mittleren Abschnitt, in dem der erste Nockenbereich 5 ausgebildet wird, nachbearbeitet und geschliffen. Jeder der beiden zweiten Nockenteile 42 ist als Hülse oder gelochte Scheibe ausgebildet, wobei die Öffnung die Kontur des ersten Nockenbereiches 5 aufweist und die äußere Kontur der Kontur des zweiten Nockenbereiches 6 entspricht. Je ein zweiter Nockenteil 42 wird, wie Fig. 29 zeigt, an den beiden Enden des ersten Nockenteile 41 angeordnet, wobei die unrunde Öffnung einen Formschluss auf dem unrunden ersten Nockenteil 41 in Drehrichtung bewirkt, sodass die beiden zweiten Nockenteile 42 nur axial fixiert werden müssen.A preferred option for producing a cam element 2 having two different cam areas 5, 6 is shown in FIGS. 29 and 30. The cam element 2 is composed of a cam part 41 fastened to the carrier shaft 1 and a cam part 42 fastened to the cam part 41. The cam member 41 of the cam member 2 usable in the embodiments of Figs. 13 and 27 has the contour of the first cam portion 5, made of ordinary cam material, and is post-processed particularly in the central portion where the first cam portion 5 is formed and honed. Each of the two second cam parts 42 is formed as a sleeve or perforated disc, wherein the opening has the contour of the first cam portion 5 and the outer contour of the contour of the second cam portion 6 corresponds. Depending on a second cam member 42, as shown in FIG. 29, arranged at the two ends of the first cam parts 41, wherein the non-circular opening causes a positive connection on the non-circular first cam member 41 in the direction of rotation, so that the two second cam members 42 need only be axially fixed ,

Nockenelemente 2 für die Ausführungen nach Fig. 5, 11, 17, 23 und 25 können ähnlich aufgebaut sein, d.h. es wird ein zweiter Nockenteil 42 mittig auf dem ersten Nockenteil 41 angeordnet, wodurch beidseitig ein erster Nockenbereich 5 frei bleibt.Cam members 2 for the embodiments of Figs. 5, 11, 17, 23 and 25 may be similarly constructed, i. a second cam part 42 is arranged centrally on the first cam part 41, as a result of which a first cam area 5 remains free on both sides.

Bei einem Nockenelement für die Ausführungen nach Fig. 1 und 3 ist der erste Nockenteil 41 mit der Kontur des zweiten Nockenbereiches 6 ausgebildet und die beiden ersten Nockenbereiche 5 sind an hülsenförmigen zweiten Nockenbereichen 42 vorgesehen, die wiederum an den Enden angeordnet sind. Insbesondere in dieser Ausführung könnten die zweiten Nockenteile 42, die eine hohe Präzision erfordern, auf dem unrunden ersten Nockenteil 41 angeordnete Sinterelemente darstellen, die aufgrund sehr hoher Produktionsgenauigkeit im Allgemeinen nicht nachbearbeitet werden müssen. Sofern die ersten Nockenteile 41 nicht mit der Trägerwelle einstückig hergestellt werden, kann deren Befestigung im dazwischen liegenden zweiten Nockenbereich 6 erfolgen, der mit dem flexiblen Element 4 zusammenwirkt.1 and 3, the first cam member 41 is formed with the contour of the second cam portion 6, and the first two cam portions 5 are provided on sleeve-shaped second cam portions 42, which are in turn disposed at the ends. In particular, in this embodiment, the second cam parts 42, which require high precision, on the non-circular first cam member 41 arranged sintered elements could represent, due to very high Production accuracy generally does not need to be reworked. If the first cam parts 41 are not produced in one piece with the carrier shaft, their attachment can take place in the second cam region 6 lying therebetween, which interacts with the flexible element 4.

Claims (34)

Zwangführungsvorrichtung zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebs in eine hin- und hergehende Bewegung eines Teiles (10), insbesondere Nockensteuerung, Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen oder dergleichen, wobei ein an einem Nocken ausgebildeter erster Nockenbereich (5) den Teil (10) weg drückt und ein an einem anderen Nocken ausgebildeter zweiter Nockenbereich (6) den Teil (10) mit Hilfe eines flexiblen Elementes (4) wieder zurückzieht.A positive guide device for converting the rotational movement of a drive into a reciprocating movement of a part (10), in particular cam control, valve drive for internal combustion engines of motor vehicles or the like, wherein a formed on a cam first cam portion (5) pushes the part (10) away and a second cam region (6) formed on another cam retracts the part (10) again with the aid of a flexible element (4). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nockenbereiche (5, 6) zueinander versetzt sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the two cam portions (5, 6) are offset from each other. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Nockenbereich (6) zum ersten Nockenbereich (5) axial versetzt ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that the second cam portion (6) to the first cam portion (5) is axially offset. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nocken, insbesondere direkt aneinander grenzend, auf einer gemeinsamen Trägerwelle (1) angeordnet sind.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two cams, in particular directly adjacent to each other, are arranged on a common carrier shaft (1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nocken an einem einstückigen Nockenelement (2) vorgesehen sind.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the two cams are provided on an integral cam element (2). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das flexible Element (4) um den Umfang des zweiten Nockens zu einem am hin- und hergehenden Teil (10) vorgesehenen Rückholelement (13) erstreckt.Device according to claim 1, characterized in that the flexible element (4) extends around the circumference of the second cam to a return element (13) provided on the reciprocating part (10). Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (4) als geschlossene Schlaufe ausgebildet ist, die am Rückholelement (13) eingehängt ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the flexible element (4) is designed as a closed loop, which is mounted on the return element (13). Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (4) um das Rückholelement (13) beweglich geführt ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the flexible element (4) is guided movably around the return element (13). Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückholelement (13) eine drehbar gelagerte Rolle (14) aufweist, über die das flexible Element (4) geführt ist.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the return element (13) has a rotatably mounted roller (14) over which the flexible element (4) is guided. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückholelement (13) eine Gleitfläche aufweist, über die das flexible Element (4) geführt ist.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the return element (13) has a sliding surface over which the flexible element (4) is guided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich das flexible Element (4) zwischen einer Befestigungsstelle (8) nahe dem Lager des zweiten Nockens und einem am hin- und hergehenden Teil (10) vorgesehenen Rückholelement (13) durch den Umlaufraum (9) des zweiten Nockenbereiches (6) hindurch erstreckt.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the flexible element (4) between an attachment point (8) near the bearing of the second cam and provided on the reciprocating part (10) return member (13) through the Circulation space (9) of the second cam portion (6) extends therethrough. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (4) an der Befestigungsstelle (8) und am Rückholelement (13) eingehängt ist.Apparatus according to claim 11, characterized in that the flexible element (4) is mounted on the attachment point (8) and on the return element (13). Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (4) eine endliche Länge aufweist.Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the flexible element (4) has a finite length. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückholelement (13) am hin- und hergehenden Teil (10) in Rückholrichtung begrenzt nachgiebig angeordnet ist.Device according to one of claims 6 to 13, characterized in that the return element (13) on the reciprocating part (10) is arranged in the return direction limited yielding. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (4) aus einem textilgebundenen Flächenmaterial, insbesondere einem Gewebe gebildet ist.Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the flexible element (4) is formed from a textile-bonded surface material, in particular a fabric. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe in der Rückholrichtung des hin- und hergehenden Teiles (10) verlaufende Fäden aus möglichst längenkonstanten Fasern enthält.Apparatus according to claim 7 and 15, characterized in that the fabric in the return direction of the reciprocating part (10) extending threads of fibers as long as possible constant. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (4) in einer textilen Rundarbeitstechnik hergestellt ist.Apparatus according to claim 16, characterized in that the flexible element (4) is produced in a textile rotary work technology. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (4) eine Stahlband ist.Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the flexible element (4) is a steel strip. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (4) ein Seil ist.Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the flexible element (4) is a rope. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (4) eine Gliederkette ist.Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the flexible element (4) is a link chain. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der hin- und hergehende Teil (10) durch ein am ersten Nockenbereich (5) anliegendes Nockenfolgeelement (15) in einem Abstand vom zweiten Nockenbereich (6) gehalten ist.Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the reciprocating member (10) is held by a cam follower element (15) resting against the first cam portion (5) at a distance from the second cam portion (6). Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenfolgeelement (15) eine konvex gewölbte Anlagefläche (19) aufweist.Apparatus according to claim 21, characterized in that the cam follower element (15) has a convexly curved contact surface (19). Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenfolgeelement (15) aus einem keramischen Material hergestellt ist.Apparatus according to claim 22, characterized in that the cam follower element (15) is made of a ceramic material. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenfolgeelement (15) eine Rolle (17) aufweist, die am ersten Nockenbereich (5) abrollt.Apparatus according to claim 21, characterized in that the cam follower element (15) has a roller (17) which rolls on the first cam portion (5). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückholelement (13) am Nockenfolgeelement (15) vorgesehen ist.Device according to one of claims 21 to 24, characterized in that the return element (13) on the cam follower element (15) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 9, 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rollen (14, 17) koaxial angeordnet sind.Apparatus according to claim 9, 24 and 25, characterized in that the two rollers (14, 17) are arranged coaxially. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen des ersten und des zweiten Nockenbereichs (5, 6) unterschiedlich sind.Device according to one of claims 1 to 26, characterized in that the contours of the first and the second cam portion (5, 6) are different. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des zweiten Nockenbereichs (6) außerhalb der Kontur des ersten Nockenbereichs (5) ist.Apparatus according to claim 27, characterized in that the contour of the second cam portion (6) outside the contour of the first cam portion (5). Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Nockenbereich (6) an einem hülsenförmigen zweiten Nocken (42) ausgebildet ist, dessen Innenkontur der Kontur des ersten Nockenbereichs (5) entspricht, und dass das Nockenelement (2) einen ersten Nocken (41) aufweist, an dem axial neben dem ersten Nockenbereich (5) ein Aufnahmebereich mit der Kontur des ersten Nockenbereichs (5) vorgesehen, auf dem der zweite Nocken (42) mit dem zweiten Nockenbereich (6) angeordnet ist.Apparatus according to claim 28, characterized in that the second cam portion (6) on a sleeve-shaped second cam (42) is formed, whose inner contour corresponds to the contour of the first cam portion (5), and that the cam member (2) has a first cam (41 ), on which axially next to the first cam portion (5) a receiving portion with the contour of the first cam portion (5) is provided, on which the second cam (42) with the second cam portion (6) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenelement (2) zwei erste, voneinander axial beabstandete Nockenbereiche (5) aufweist, an denen zwei Nockenfolgeelemente (15) anliegen, und zwischen denen der zweite Nockenbereich (6) und das flexible Element (4) angeordnet sind.Device according to one of claims 1 to 29, characterized in that the cam element (2) has two first, axially spaced cam portions (5) against which two cam follower elements (15), and between which the second cam portion (6) and the flexible element (4) are arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenelement (2) zwei zweite, voneinander axial beabstandete Nockenbereiche (6) aufweist, denen zwei flexible Elemente (4) zugeordnet sind, und zwischen denen der erste Nockenbereich (5) und das Nockenfolgeelement (15) angeordnet sind.Device according to one of claims 1 to 29, characterized in that the cam member (2) has two second, axially spaced cam portions (6) to which two flexible elements (4) are assigned, and between which the first cam portion (5) and the cam follower element (15) are arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der hin- und hergehende Teil (10) einen an einem Schlepphebelhalter (20) gelagerten Schlepphebel (12) und ein am freien Ende (21) des Schlepphebels (12) gelagertes Ventil (11) aufweist.Device according to one of claims 1 to 31, characterized in that the reciprocating part (10) mounted on a rocker arm holder (20) rocker arm (12) and at the free end (21) of the rocker arm (12) mounted valve ( 11). Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenfolgeelement (15) am Schlepphebel (12), und das Rückholelement (13) an dem vom freien Ende (21) des Schlepphebels (12) betätigten Ventil (11) angeordnet ist.Apparatus according to claim 32, characterized in that the cam follower element (15) on the drag lever (12), and the return element (13) at the from the free end (21) of the finger lever (12) actuated valve (11) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der hin- und hergehende Teil (10) einen Halter (25) für zwei Ventile (11) aufweist, an dem mittig das Rückholelement (13) zwischen zwei Nockenfolgeelementen (15) vorgesehen ist, wobei jedes Ventil (11) außerhalb des Nockenfolgeelementes (15) am Halter (25) eingehängt ist.Apparatus according to claim 30, characterized in that the reciprocating member (10) comprises a holder (25) for two valves (11) at the center of which the return element (13) is provided between two cam followers (15), each one Valve (11) outside the cam follower element (15) is mounted on the holder (25).

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