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Patent Searching and Data


Title:
VALVE TIMING MECHANISM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/068117
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a valve timing mechanism for an internal combustion engine. The invention is based on the object of specifying solutions which make it possible to realize a variable-stroke valve timing mechanism which is distinguished by a construction which can be realized favourably with respect to aspects of construction and production technology and by advantageous operating behaviour under dynamic machine aspects and functional reliability. According to the invention, this object is achieved by a valve timing mechanism for an internal combustion engine having a camshaft device, at least one three-dimensional cam which is configured per se in such a way that it has different cam contours in following radial section planes, a displacement device for displacing the three-dimensional cam in the axial direction of a drag lever device, a drag lever support for supporting the drag lever device in a pivotably movable manner, a first gas exchange valve having a first valve stem, a second gas exchange valve having a second valve stem, and a bridge structure which is coupled kinematically to the first and the second gas exchange valves, wherein said valve timing mechanism is distinguished by the fact that the drag lever device is coupled in an articulated manner to the bridge structure in such a way that the drag lever device can be tilted with respect to the bridge structure about tilting axes which extend in a plane which is oriented substantially transversely with respect to the camshaft axis.

Inventors:
SAILER PETER (DE)
SCHEWE MICHAEL (DE)
ENGELHARDT HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/061649
Publication Date:
June 12, 2008
Filing Date:
October 30, 2007
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER KG (DE)
SAILER PETER (DE)
SCHEWE MICHAEL (DE)
ENGELHARDT HELMUT (DE)
International Classes:
F01L13/00; F01L1/245; F01L1/26
Domestic Patent References:
WO1995020720A11995-08-03
Foreign References:
EP0263794A11988-04-13
EP0570963A11993-11-24
EP0867601A11998-09-30
Attorney, Agent or Firm:
SCHAEFFLER KG (Herzogenaurach, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit: einer Nockenwelleneinrichtung (1 ), wenigstens einem Raumnocken (2) der als solcher derart ausgebildet ist, dass dieser in abfolgenden Radialschnittebenen (E1 , E2, E3) unterschiedliche Nockenkonturen aufweist, einer Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung des Raumnockens in axialer Richtung einer Schlepphebeleinrichtung (3), einer Schlepphebelstütze (4) zur Abstützung der Schlepphebeleinrichtung (3) in schwenkbewegbarer Weise, einem ersten Gaswechselventil (5) mit einem ersten Ventilschaft (5a), einem zweiten Gaswechselventil (6) mit einem zweiten Ventilschaft (6a), und einer Brückenstruktur (7) die mit dem ersten und dem zweiten Gaswechselventil (5, 6) kinematisch gekoppelt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Schlepphebeleinrichtung (3) mit der Brückenstruktur (7) derart gelenkig gekoppelt ist, dass die Schlepphebeleinrichtung (3) gegenüber der Brückenstruktur (7) um Kippachsen (K) kippbar ist die in einer zur Nockenwellenachse (X) im wesentlichen quer ausgerichteten Ebene verlaufen.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schlepphebeleinrichtung (3) einen Kalottenkopf (8) aufweist der in einer seitens der Brückenstruktur (7) vorgesehenen Pfanne läuft.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfanne als Zylinderrinne (9) ausgeführt ist.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderrinne (9) derart ausgerichtet ist, dass deren Krümmungsachse (A)in einer zur Nockenwellenachse (X) im wesentlichen senkrecht ausgerichteten Quer- oder Radialebene verläuft

5. Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderrinne (9) derart gestaltet ist, dass eine Kippachse (K) der Schlepphebeleinrichtung (3) den Raumnocken (2) schneidet.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schlepphebelstütze (4) eine Kugelkopfstruktur (41 ) aufweist, und dass die Schlepphebeleinrichtung (3) einen auf dieser Kugelkopfstruktur (41 ) sitzenden Stütz- oder Sitzbereich (3a) aufweist.

7. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schlepphebelstütze (4) eine Spielausgleichsmechanik umfasst.

8. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schlepphebeleinrichtung (3) ein Nockenfolgerorgan (10) umfasst das als Laufrolle (10a) ausgeführt ist und eine zur Kontaktierung des Raumnockens (2) vorgesehene Laufrollenfläche bildet.

9. Ventiltrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrolle (10a) über einen Achszapfen (11 ) drehbar in die Schlepphebeleinrichtung (3) eingebunden ist.

10. Ventiltrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufrolle (10a) eine im Axialschnitt leicht ballige Laufflächenkontur aufweist.

11. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Raumnocken (2) einen Nullhubbereich umfasst.

12. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Raumnocken (2) einen Maximalhubbereich umfasst.

13. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Raumnocken (2) eine die Zonen lokaler Hubmaxima verbindende Firstlinie aufweist die einen um die Nockenwellenachse (X) herum gewundenen Verlauf aufweist.

14. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Raumnocken (2) integral mit der Nockenwelle (1 ) ausgeführt ist,

15. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Raumnocken (2) als Buchsenstruktur ausgeführt ist die auf der Nockenwelle (1 ) in Axialrichtung derselben verschiebbar ist.

16. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass beide Gaswechselventile (5, 6) im wesentlichen gleich große Ventilköpfe aufweisen.

17. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zur Rückstellung der Gaswechselventile (5, 6) vorgesehenen Ventilfedern im wesentlichen gleiche Federkennlinien aufweisen.

18. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gaswechselventile (5, 6) über eine gemeinsame Ventilfedereinrichtung in Schließ-Stellung vorgespannt sind.

19. Ventiltrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Gaswechselventile vorgesehen sind, die über die Brückenstruktur (7) betätigt werden.

20. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit: einer Nockenwelleneinrichtung (1 ), wenigstens einem Raumnocken (2) der als solcher derart ausgebildet ist, dass dieser in abfolgenden Radialschnittebenen (E1 , E2, E3) unterschiedliche Nockenkonturen aufweist, einer Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung des Raumnockens in axialer Richtung einer Schlepphebeleinrichtung (3), einer Schlepphebelstütze (4) zur Abstützung der Schlepphebeleinrichtung (3) in schwenkbewegbarer Weise, einem ersten Gaswechselventil (5) mit einem ersten Ventilschaft (5a), einem zweiten Gaswechselventil (6) mit einem zweiten Ventilschaft (6a), und einer Brückenstruktur (7) die mit dem ersten und dem zweiten Gaswechselventil (5, 6) kinematisch gekoppelt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Schlepphebeleinrichtung (3) sowohl im Bereich der Brückenstruktur, als auch im Bereich der Schlepphebelstütze um Gelenkzentren (Z1 , Z2) kugelgelenkig abgestützt ist.

Description:

Bezeichnung der Erfindung

Ventiltrieb

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine der als solcher einen mit einer Nockenwelle umlaufenden Raumnocken um- fasst, durch welchen wenigstens ein Gaswechselventil, vorzugsweise jedoch mehrere Gaswechselventile in einer hinsichtlich ihrer öffnungscharakteristik einstellbar veränderbaren Weise betätigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Lösungen anzugeben, die es ermöglichen, einen Ventiltrieb der vorgenannten Art zu realisieren, der sich durch einen unter konstruktions- und fertigungstechnischen Gesichtspunkten günstig realisierbaren Aufbau sowie durch ein unter maschinendynamischen Gesichtspunkten und Funktionszuverlässigkeit vorteilhaftes Betriebsverhal- ten auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Ventiltrieb für eine

Brennkraftmaschine mit:

einer Nockenwelleneinrichtung, wenigstens einem Raumnocken der als solcher derart ausgebildet ist, dass dieser in abfolgenden Radialschnittebenen unterschiedliche Nockenkonturen aufweist,

einer Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung des Raumnockens in axialer Richtung, einer Schlepphebeleinrichtung, einer Schlepphebelstütze zur Abstützung der Schlepphebeleinrich- tung in schwenkbewegbarer Weise, einem ersten Gaswechselventil mit einem ersten Ventilschaft, einem zweiten Gaswechselventil mit einem zweiten Ventilschaft, und einer Brückenstruktur die mit dem ersten und dem zweiten Gaswechselventil kinematisch gekoppelt ist,

wobei sich dieser Ventiltrieb dadurch auszeichnet, dass die Schlepphebeleinrichtung mit der Brückenstruktur derart gelenkig gekoppelt ist, dass die Schlepphebeleinrichtung gegenüber der Brückenstruktur um Kippachsen kippbar ist die in einer zur Nockenwellenachse im wesentlichen quer ausge- richteten Ebene verlaufen.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, einen Ventiltrieb zu schaffen, bei welchem eine Betätigung der Gaswechselventile nach Maßgabe des Nockenprofils eines ausgewählten Umfangsabschnittes des Raumno- ckens erfolgt. Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes wird hierbei eine unter mechanischen Gesichtspunkten besonders günstige, kinematische Koppelung der Gaswechselventile mit einer den Raumnocken kontaktierenden Nockenfolgerstruktur erreicht.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die kinematische Koppelung des Schlepphebels über eine Kugelgelenkeinrichtung. Diese Kugelgelenkeinrichtung kann in vorteilhafter weise realisiert werden indem unmittelbar an dem Schlepphebel ein Kalottenkopf ausgebildet ist, der in einer seitens der Brückenstruktur vorgesehenen Pfanne sitzt. Diese Pfanne kann hierbei als Zylinderrinne ausgeführt sein, die derart gestaltet ist, dass der Kalottenkopf in der Zylinderrinne in Richtung der Krüm-

mungsachse dieser Zylinderrinne gleiten kann und zugleich um diese Krüm- mungsachse der Zylinderhnne kippen kann.

Der Kalottenkopf kann durch entsprechende Bearbeitung eines auf der Brü- ckenstruktur sitzenden Kopf- oder Betätigungsabschnitts des Schlepphebels, d.h. als integraler Bestandteil des Schlepphebels gefertigt sein. Es ist auch möglich, den Kalottenkopf durch ein Ansatzelement, insbesondere ein gehärtetes und geschliffenes Einsatzelement zu realisieren. Dieses Einsatzelement kann als Kugelscheibenabschnitt ausgeführt sein. Es ist auch mög- lieh, die erfindungsgemäß vorgeschlagene, kippbewegbare Koppelung des Schlepphebels mit der Brückenstruktur durch kreuzgelenkartig ineinander eingreifende Gelenkstrukturen, insbesondere durch ein in der Zylinderrinne axial verschiebbar und um die Rinnenachse kippbar geführtes Schiffchen und einen darauf sitzenden, quer zur Rinnenachse kippbar abgestützten Finger des Schlepphebels zu ermöglichen.

Bei der Ausbildung einer Zylinderrinne in der Brückenstruktur wird die Zylinderrinne vorzugsweise derart ausgerichtet, dass deren Krümmungsachse in einer zur Nockenwellenachse im wesentlichen senkrecht ausgerichteten Quer- , insbesondere Radialebene verläuft. Die Zylinderrinne kann hierbei derart gestaltet sein, dass eine Kippachse des Schlepphebels den Raumnocken durchsetzt bzw. schneidet. Hierdurch wird eine besonders sichere und stabile Abstützung des Schlepphebels an dem Raumnocken gewährleistet.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schlepphebelstütze derart ausgebildet, dass diese eine Kugelkopfstruktur aufweist, sodass die Schlepphebeleinrichtung kugelgelenkartig über die Schlepphebelstütze abgestützt ist. Die Schlepphebeleinrichtung weist hierzu vorzugsweise einen unmittelbar in die Schlepphebeleinrichtung eingeform- ten, konkaven, gelenkpfannenartigen Stützabschnitt auf.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in die Schlepphebelstütze eine Spielausgleichsmechanik eingebunden, die beispielsweise auf Grundlage eines Hydro-Stößelkonzeptes eine hinsichtlich des Bewegungsspiels ausgeglichene Abstützung des Schlepphebels ermög- licht.

Die Betätigung des Schlepphebels nach Maßgabe des Raumnockens erfolgt vorzugsweise unter Einbindung einer Laufrolleneinrichtung, die als solche eine zur Kontaktierung des Raumnockens vorgesehene Laufrollenfläche bildet. Hierdurch ergibt sich ein besonders hoher Bewegungswirkungsgrad des erfindungsgemäßen Ventiltriebs. Anstelle des Abgriffs der Betätigungskräfte von dem Raumnocken ist es auch möglich, die Kontaktierung des Raumnockens lediglich über einen Gleitflächenabschnitt des Schlepphebels vorzunehmen.

Bei der Realisierung des Nockenfolgeorgans in Form einer Laufrolle ist diese vorzugsweise über einen Achszapfen drehbar in dem Schlepphebel gelagert. Dieser Achszapfen kann entweder starr mit der Laufrolle gekoppelt sein und in entsprechenden Lagerabschnitten des Schlepphebels laufen. Es ist auch möglich, im Inneren der Laufrolle Lagereinrichtungen vorzusehen, die auf einem in dem Schlepphebel verankerten Achszapfen laufen. Weiterhin ist es auch möglich, den Achszapfen sowohl in der Laufrolle als auch in den entsprechenden Lagerabschnitten des Schlepphebels drehbewegbar zu lagern.

Die Laufrolle ist vorzugsweise hinsichtlich ihrer Außenkontur derart gestaltet, dass ein Abgriff der über den Raumnocken aufgebrachten Betätigungskräfte über eine Linien-Kontaktzone erfolgt. Zur Erreichung günstiger Flächenpressungsverteilungen und zur Vermeidung hoher Kantenpressungen an der Laufrolle sowie in den von den Laufrollenkanten kontaktierten Zonen des Raumnockens ist es möglich, der Laufrolle eine leicht ballige Laufflächenkontur zu verleihen.

Der gemeinsam mit der Nockenwelle umlaufende Raumnocken ist vorzugsweise so ausgebildet, dass dieser einen Nullhubbereich umfasst, durch welchen bei vollständigem Umlauf des Raumnockens entweder kein Hub des Gaswechselventils oder allenfalls ein für die Aufrechterhaltung eines Leerlauf-Betriebszustandes erforderlicher Ventilhub erfolgt. Vorzugsweise ist an einem diesem Nullhubbereich abgewandten axialen Endbereich des Raumnockens ein Maximalhubbereich ausgebildet, durch welchen maximale Ventilhübe erreicht werden können. Vorzugsweise ist die Außenkontur des Raumnockens insgesamt auf die für den Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen unterschiedlichen Ventilhubcharakteristiken abgestimmt. Hierbei ist es insbesondere möglich, den Raumnocken so zu gestalten, dass eine die Zonen lokaler Hubmaxima verbindende „Firstlinie" einen um die Nockenwellenachse herum leicht gewundenen Verlauf aufweist. Hierdurch wird es möglich allein durch den Raumnocken neben einer Veränderung des Ventilhubs auch eine Veränderung der Ventilsteuerzeiten vorzunehmen.

Der Raumnocken kann integral mit der Nockenwelle ausgeführt sein. Die Einstellung des jeweils erforderlichen Einstellzustandes des erfindungsge- mäßen Ventiltriebs kann dann erfolgen, indem die Nockenwelle axial in eine entsprechende Axialposition verlagert wird. Alternativ zu der Realisierung des Raumnockens als integralen Bestandteil der Nockenwelle ist es auch möglich, den Raumnocken als Buchsenstruktur auszuführen, die als solche mit der Nockenwelle drehfest gekoppelt ist und auf der Nockenwelle in axia- ler Richtung derselben verschiebbar ist. Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Mechanikkonzeptes wird es grundsätzlich auch möglich, die Ventilhubcharakteristik des Ventiltriebs durch Verlagerung der Schlepphebelstütze vorzunehmen. Diese Verlagerung der Schlepphebelstütze kann insbesondere in Richtung der Achse der Nockenwelle erfolgen.

Der erfindungsgemäße Ventiltrieb eignet sich insbesondere für die Betätigung von paarweise vorgesehenen Gaswechselventilen. Diese Gaswech-

selventile können so gestaltet sein, dass diese im wesentlichen gleich große Ventilköpfe aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, diese Gaswechselventile sowie die diesen zugeordneten Gaswechselkanäle so zu gestalten, dass über diese Gaswechselventile unterschiedliche Einflüsse auf den Gaswech- sei Vorgang erreicht werden.

Bei der Gestaltung der über die Brückenstruktur betätigten Gaswechselventile als gleichartige Gaswechselventile werden diese vorzugsweise jeweils durch Ventilfedern vorgespannt, die im wesentlichen gleiche Federkennli- nien aufweisen. über die erfindungsgemäße Brückenstruktur kann gegebenenfalls auch ein drittes oder viertes Gaswechselventil betätigt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs,

Figur 2 eine Ansicht des Ventiltriebs nach Figur 1 aus einer zur Achse der Nockenwelle senkrechten Blickrichtung,

Figur 3 eine perspektivische Detaildarstellung zur Veranschaulichung weiterer konstruktiver Einzelheiten des Ventiltriebs nach Figur 1 ,

Figur 4 eine Detaildarstellung des Ventiltriebs zur Veranschaulichung des Sitzes des Schlepphebels in der Brückenstruktur,

Figur 5 eine perspektivische Detaildarstellung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Ventiltriebs in einem Zustand mit maximal geöffneten Gaswechselventilen,

Figur 6 eine perspektivische Detaildarstellung zur Veranschaulichung der Kontaktierung des Raumnockens durch das im Schlepphebel gelagerte Nockenfolgeorgan,

Figur 7 eine perspektivische Detaildarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus der Brückenstruktur,

Figur 8 eine perspektivische Detaildarstellung zur Veranschaulichung einer Variante des erfindungsgemäßen Ventiltriebs mit einer Führungseinrichtung zur zusätzlichen Führung der Brücken- struktur,

Figur 9 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung einer Ausführungsvariante mit einer an den Schäften der Gaswechselventilen starr verankerten Brückenstruktur,

Figur 10 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung konstruktiver Einzelheiten des erfindungsgemäßen Schlepphebels,

Figur 11 eine perspektivische Detaildarstellung zur Veranschaulichung einer Variante eines erfindungsgemäßen Ventiltriebes mit einer über die Schlepphebelstütze realisierten Zylinder- Abschalteinrichtung,

Figur 12 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung einer weiteren Variante eines erfindungsgemäßen Schlepphebels, der als solcher mit zwei Nockenrollen und einer Abstützscheibe ausgestattet ist,

Figur 13 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung des Kraftabgriffes von dem Raumnocken unter Verwendung des Schlepphebels gemäß Figur 12,

Figur 14 eine perspektivische Detaildarstellung zur Veranschaulichung eines unter Einbindung des Schlepphebels nach den Figuren 12 und 13 realisierten Ventiltriebes in einem Schaltzustand mit geringen Ventilhüben,

Figur 15 eine Detaildarstellung zur Veranschaulichung der Funktionsweise des unter Einbindung des Schlepphebels nach den Figuren 12 und 13 gestalteten Schlepphebels realisierten Ventiltriebs,

Figur 16 eine weitere perspektivische Detaildarstellung zur Veranschaulichung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ventiltriebs,

Figur 17 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Kontaktierung des Raumnockens durch einen erfindungsgemäß kippbewegbar gelagerten Schlepphebel,

Figur 18 eine weitere perspektivische Darstellung zur Veranschauli- chung des Stellzustandes des Ventiltriebs gemäß Figur 17 aus einer zur Nockenwellenachse senkrechten Blickrichtung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine. Dieser umfasst eine Nockenwelleneinrichtung 1 mit wenigstens ei-

nem Raumnocken 2, der als solcher derart ausgebildet ist, dass dieser in radial zur Nockenwellenachse X und entlang dieser in Achsrichtung abfolgenden Radialschnittebenen E1 , E2, E3 unterschiedliche Nockenkonturen aufweist. Der Ventiltrieb umfasst weiterhin eine hier nicht näher dargestellte Verschiebeeinrichtung zur Verschiebung des Raumnockens 2 in axialer Richtung R1. Der Abgriff der über den Raumnocken generierten Betätigungskräfte erfolgt über eine Schlepphebeleinrichtung 3, die über eine Schlepphebelstütze 4 schwenkbewegbar abgestützt ist. Der Ventiltrieb umfasst weiterhin ein erstes Gaswechselventil 5 und ein zweites Gaswechsel- ventil 6. Das erste Gaswechselventil 5 umfasst einen ersten Ventilschaft 5a und das zweite Gaswechselventil 6 umfasst einen zweiten Ventilschaft 6a. Die beiden Gaswechselventile 5, 6 werden über eine Brückenstruktur 7 betätigt.

Der hier dargestellte Ventiltrieb zeichnet sich dadurch aus, dass die Schlepphebeleinrichtung 3 mit der Brückenstruktur 7 derart gelenkig gekoppelt ist, dass die Schlepphebeleinrichtung 3 gegenüber der Brückenstruktur 7 um Kippachsen K kippbar ist, die sich im wesentlichen in einer zur Nockenwellenachse X quer, insbesondere radial verlaufenden Ebene erstre- cken.

Wie aus den nachfolgenden Darstellungen noch näher hervorgehen wird, sitzt die Schlepphebeleinrichtung 3 über einen Kalottenkopf 8 in einer als Zylinderrinne 9 ausgebildeten Pfanne. Die Zylinderrinne 9 ist derart ausge- bildet und ausgerichtet, dass deren Krümmungsachse, ähnlich wie die Kippachse K, in einer zur Nockenwellenachse X im wesentlichen senkrecht ausgerichteten, oder (Figuren 16, 17 und 18) leicht angestellten Quer- oder Radialebene verläuft. Die kippbewegbare Lagerung der Schlepphebeleinrichtung 3 wird bei diesem Ausführungsbeispiel erreicht, indem die Schlepphe- beistütze 4 eine in dieser Darstellung nicht näher erkennbare Kugelkopfstruktur aufweist, auf welcher ein komplementär hierzu ausgebildeter Stützabschnitt der Schlepphebeleinrichtung 3 kippbewegbar sitzt. Die Schlepp-

hebelstütze 4 umfasst eine in dem hier erkennbaren Hülsenkörper 4a eingebundene, hydraulische Spielausgleichsmechanik.

Die kinematische Koppelung der Schlepphebeleinrichtung 3 mit dem Raum- nocken 2 erfolgt über ein in die Schlepphebeleinrichtung 3 eingebundenes Nockenfolgeorgan 10. Das Nockenfolgeorgan 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als in der Schlepphebeleinrichtung 3 drehbar gelagerte Laufrolle 10a ausgeführt. Diese Laufrolle 10a ist über einen Achszapfen 11 drehbar in der Schlepphebeleinrichtung 3 gelagert. Die Laufrolle 10a ist hin- sichtlich ihrer Außengeometrie derart gestaltet, dass diese den Raumnocken 2 mit einer unter tribologischen Gesichtspunkten günstigen Flächenpressungsverteilung kontaktiert. Hierzu kann die Außenkontur der Laufrolle 10a derart gestaltet sein, dass diese eine zumindest leicht ballige Lauffläche bildet.

Der hier dargestellte Raumnocken umfasst auf Höhe der hier angedeuteten Radialebene E1 einen Nullhubbereich, durch welchen im wesentlichen keine oder lediglich eine zur Erreichung eines Leerlaufbetriebszustandes erforderliche Betätigung der Gaswechselventile 5, 6 erfolgt. Auf Höhe der Radial- ebene E2 entspricht das durch den Raumnocken definierte Nockenprofil einem Nockenprofil wie es für den Betrieb der Brennkraftmaschine in einem Teillastbereich vorteilhaft ist. Auf Höhe der Radialebene E3 weist der Raumnocken 2 ein Maximalhubprofil auf, durch welches maximale Ventilhübe der Gaswechselventile 5, 6 unter einer, auf diesen Einstellzustand abgestimm- ten Hubphasenlage erreicht werden. Alternativ zu der hier gezeigten Ausführung des Raumnockens 2 als integralen Bestandteil der Nockenwelle 1 ist es auch möglich, den Raumnocken 2 als Buchsenstruktur auszuführen, die auf einer lediglich für den Antrieb des Raumnockens vorgesehenen Nockenwelle axial verschiebbar ist.

Die Gaswechselventile 5, 6 können in an sich bekannter Weise jeweils mit hier nicht näher dargestellten Ventilfedern in Schließstellung vorgespannt

sein. Diese Ventilfedern sind vorzugsweise so ausgelegt, dass diese im wesentlichen gleiche Federkennlinien aufweisen, sodass an der Brückenstruktur 7 keine erheblichen, durch die Ventilschäfte 5a, 6a aufgebrachten unterschiedlichen Kräfte angreifen.

In Figur 2 ist der vorangehend beschriebene Ventiltrieb aus einer zu der durch die Schaftachsen Y5, Y6 definierten Ebene senkrechten Blickrichtung dargestellt. Der Raumnocken 2 befindet sich in dieser Darstellung in einer Drehposition, in welcher das Nockenfolgeorgan 10 den als Nullhubbereich ausgebildeten Rücken des Raumnockens kontaktiert. Die Gaswechselventile 5, 6 befinden sich damit in Schließstellung und verschließen die hier nicht näher dargestellten Gaswechselkanäle. Die Ventilschäfte 5a, 6a sind über die Brückenstruktur 7 miteinander gekoppelt. Die Brückenstruktur 7 wird bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar durch die Ventilschäfte 5a, 6a ge- führt und in der jeweils erforderlichen Funktionsstellung gehalten. Die Schlepphebeleinrichtung 3 ist, wie bereits erläutert, gegenüber der Brückenstruktur 7 um die Kippachse K kippbar. Die Position der Kippachse K bzw. der räumliche Verlauf derselben gegenüber der Nockenwellenachse X wird durch die Lagerung der Schlepphebeleinrichtung 3 auf der Schlepphebel- stütze 4 und durch die Gestaltung des zwischen der Schlepphebeleinrichtung 3 und der Brückenstruktur 7 realisierten Kippgelenks bestimmt. Es ist möglich, den Verlauf der Kippachse K so festzulegen, dass diese noch den Korpus des Raumnockens 2 schneidet. Hierdurch ergibt sich ein hinsichtlich einer stabilen Führung der Schlepphebeleinrichtung 3 vorteilhaftes, an der Schlepphebeleinrichtung 3 angreifendes Kräftesystem.

In Figur 3 ist in Form einer perspektivischen Detaildarstellung der erfindungsgemäße Ventiltrieb in einem Zustand mit geschlossenen Gaswechselventilen dargestellt. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, sitzt die Schwenkhebeleinrichtung 3 über einen als Kalottenkopf 8 ausgeführten Kopfabschnitt in der als Zylinderrinne 9 ausgeführten Pfanne der Brückenstruktur 7. Der Kalottenkopf 8 ist durch eine formgebende, untere Bodenflä-

che der Schwenkhebeleinrichtung 3 gebildet. Die Kippachse K verläuft durch das durch den Kalottenkopf 8 definierte Gelenkzentrum Z1 und das Gelenk- zentrum Z2 welches durch die Gestaltung der Lagerung auf der Schlepphebelstütze 4 bestimmt ist. Die Schlepphebeleinrichtung 3 kann damit um das Gelenkzentrum Z2 innerhalb einer zur Nockenwellenachse X im wesentlichen radialen Ebene KE1 , wie durch das Pfeilsymbol P1 angedeutet, schwenken. Zur Anpassung der Ausrichtung des Abgriffsorgans 10 an den jeweiligen Kontaktabschnitt des Raumnockens 2 kann die Schwenkhebeleinrichtung 3 in jeder Schwenkstellung zusätzlich um die Kippachse K, wie durch das Pfeilsymbol P2 angedeutet, kippen. Durch den Sitz des Kalottenkopfes 8 der Schwenkhebeleinrichtung 3 in der Zylinderrinne 9 wird eine Gleitverlagerung des Kalotten kopfes 8 entlang der das Gelenkzentrum Z1 schneidenden Krümmungsachse A der Zylinderrinne 9 sowie auch ein Kippen des Kalotten kopfes 8 in der Zylinderrinne 9 ermöglicht.

Die Brückenstruktur 7 wird durch die Schaftabschnitte 5a, 6a der Gaswechselventile in Richtung der Ventilschaftachsen Y5, Y6 geführt. Die Brückenstruktur 7 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch ein Langloch 13 sowie eine Bohrung 12 an den Schaftabschnitten 5a, 6a der Gaswechselventile geführt. Die Fixierung der Brückenstruktur 7 an den Gaswechselventilen erfolgt derart, dass durch diese keine unzulässige Verspannung der Schaftabschnitte 5a, 6a erfolgt.

In Figur 4 ist die Brückenstruktur 7 und die Schlepphebeleinrichtung 3 aus einer zu der durch die Schaftachsen Y5, Y6 definierten Hubebene senkrechten Blickrichtung dargestellt. Wie aus dieser Ansicht erkennbar, sitzt die durch den Kalottenkopf 8 definierte Kalottenfläche 8a in der als Zylinderrinne 9 ausgeführten Vertiefung der Brückenstruktur 7. Die Zylinderrinne 9 kann so gestaltet sein, dass der in dieser Ansicht erkennbare Rinnenkrüm- mungsradius RK1 geringfügig größer ist als der Krümmungsradius RK2 der Kalottenfläche 8a. Die Differenz zwischen diesen beiden Krümmungsradien RK1 und RK2 entspricht in etwa der Dicke eines für eine tribologisch ein-

wandfreie kinematische Koppelung der Schlepphebeleinrichtung 3 mit der Brückenstruktur 7 erforderlichen Schmierfilms. Alternativ zu der hier gezeigten Koppelung der Schlepphebeleinrichtung 3 mit der Brückenstruktur 7 über einen unmittelbar an der Schlepphebeleinrichtung 3 ausgebildeten Kalotten- köpf 8 ist es auch möglich, dieser ein Kippen um das Zentrum Z1 sowie ein Gleiten entlang einer zur Nockenwellenachse X radialen Ebene KE1 (vgl. auch Figur 3) durch einen anderweitig ausgeführten Gelenkmechanismus zu ermöglichen.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Nockenfolgeorgan 10, wie bereits mehrfach erläutert, als Zylinderrolle ausgeführt. Das Nockenfolgeorgan 10 kontaktiert in dieser Darstellung einen, eine Nullhubzone bildenden Rückenbereich des Raumnockens 2. Die Gaswechselventile befinden sich in dieser Darstellung in Schließstellung. Das für ein vollständiges Schließen der Gaswechselventile erforderliche Bewegungsspiel des Ventiltriebs wird bei dieser Variante durch die als hydraulische Spielausgleichseinheit realisierte Schlepphebelstütze 4 sichergestellt. Es ist grundsätzlich jedoch auch möglich, den erfindungsgemäßen Ventiltrieb ohne derartige selbsttätig ausgleichende Spieleinstellmechanismen zu realisieren und statt- dessen insbesondere im Bereich der Schlepphebelstütze einen entsprechenden Einstellmechanismus vorzusehen. Es ist auch möglich, im Bereich der Lagerung des Nockenfolgeorgans 10 sowie auch im Bereich der zwischen der Schlepphebeleinrichtung 3 und der Brückenstruktur 7 realisierten Gelenkeinrichtung Ausgleichsmechanismen zur Sicherung eines ausrei- chenden, jedoch nicht übermäßigen Bewegungsspieles zu realisieren.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt die Brückenstruktur unmittelbar auf entsprechenden Endabschnitten der Schaftabschnitte 5a, 6a der Gaswechselventile. Es ist jedoch auch möglich, die kinematische Koppelung der Brückenstruktur 7 mit den Gaswechselventilen in anderweitiger Weise zu realisieren. Insbesondere ist es möglich, über die Brückenstruktur eine Krafteinleitung in die entsprechenden Gaswechselventile unter

Zwischenschaltung von Tassenstößeln oder anderweitigen übertragungsstrukturen vorzunehmen. Weiterhin ist es auch möglich, die beiden Gaswechselventile 5, 6 durch eine gemeinsame, unmittelbar an der Brückenstruktur 7 angreifende Federeinrichtung in Schließstellung vorzuspannen.

In Figur 5 ist der vorangehend beschriebene Ventiltrieb in einem Zustand dargestellt, in welchem der im Bereich der Radialebene E2 durch das Raumprofil des Raumnockens 2 vorgegebene maximale öffnungshub der beiden Gaswechselventile 5, 6 erreicht ist. Wie aus dieser Darstellung besonders deutlich hervorgeht, ist es möglich, die Schlepphebelstütze 4 so auszubilden und anzuordnen, dass diese in einer kinematisch besonders vorteilhaften Weise die über die Schlepphebeleinrichtung 3 eingeleiteten Kräfte aufnehmen kann.

Die Schlepphebelstütze 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel derart angestellt und angeordnet, dass deren Hauptstützachse H im wesentlichen mit der Kraftwirkungslinie der auf die Schlepphebelstütze 4 einwirkenden, maximalen Stützkraft SK1 übereinkommt. Diese Stützkraft SK1 ergibt sich aus dem an der Schlepphebeleinrichtung 3 angreifenden Kräftesystem. Dieses Kräftesystem ergibt sich aus der durch den Raumnocken 2 auf das Nockenfolgeorgan 10 ausgeübten Betätigungskraft NF1 und der Ventilreaktionskraft NV1. Es ist möglich, von der hier angedeuteten, auf die Kraftwirkungslinie der Maximal kräfte abgestimmten Ausrichtung der Hauptachse H der Schlepphebelstütze 4 abzuweichen und die Ausrichtung der Hauptachse H auf die statistisch am ausgeprägtesten maßgebliche Kraftwirkungslinie vorzunehmen.

Aus Figur 6 ist nochmals besonders deutlich die Verkippung der Schlepphebeleinrichtung 3 um die durch das Gelenkzentrum Z1 verlaufende Kippachse erkennbar. Das Nockenfolgeorgan 10 sitzt auf dem Raumnocken 2 auf und wird hierbei nach Maßgabe der Außenkontur des Raumnockens 2 im Bereich der angedeuteten Umfangszone UZ des Raumnockens 2 betätigt.

Während eines Umlaufs des Raumnockens 2 um die Nockenwellenachse X kann die Schlepphebeleinrichtung 3 derart um die durch das Zentrum Z1 verlaufende Kippachse kippen, dass stets eine vorteilhafte, insbesondere Linienkontaktierung zwischen dem Nockenfolgeorgan 10 und dem entspre- chenden Außenumfangsflächenabschnitt des Raumnockens 2 vorliegt.

In Figur 7 ist in Form einer perspektivischen Detaildarstellung eine bevorzugte Gestaltung der Brückenstruktur 7, wie sie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel Anwendung findet, dargestellt. Die Brü- ckenstruktur 7 bildet die zur Abstützung der Kalotten kopffläche 8a des Schlepphebels 3 (vgl. Figur 3) vorgesehene Zylinderrinne 9. In dieser Zylinderrinne 9 kann die Schlepphebeleinrichtung 3 um das Gelenkzentrum Z1 kippen. Zugleich kann das Gelenkzentrum Z1 auch auf der Krümmungsachse A der Zylinderrinne 9 in Richtung des Pfeilsymbols P3 gleiten. Die Gleit- Verlagerung des Zentrums Z1 in Richtung zu der oben liegenden Pfeilspitze des Pfeilsymbols P3 erfolgt dabei im Rahmen der Absenkung der Brückenstruktur 7 zum öffnen der Gaswechselventile. Die Wanderung des Gelenkzentrums Z1 in Richtung der in dieser Darstellung unteren Pfeilspitze des Pfeilsymbols P3 erfolgt beim nachfolgenden Schließen der Gaswechselven- tile, also bei der Rückkehr der Brückenstruktur in die Ausgangsstellung. Die Brückenstruktur 7 ist vorzugsweise derart gestaltet, dass die zur Betätigung der Gaswechselventile erforderliche Strukturfestigkeit bei möglichst geringem Eigengewicht erreicht wird. Die Brückenstruktur 7 kann insbesondere aus einem Stahlwerkstoff oder gegebenenfalls auch aus einem hochfesten Leichmetallwerkstoff, insbesondere Titan gefertigt sein. Zur Verbesserung der Laufeigenschaften des Kalotten kopfes in der Zylinderrinne 9 ist es möglich, diese mit einer hochverschleißfesten Beschichtung, beispielsweise einer Titanbeschichtung zu versehen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Linearführung der Brückenstruktur 7 ausschließlich über die in dieser Darstellung nicht näher erkennbaren Schaftabschnitte der Gaswechselventile.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 ist eine Führungseinrichtung 20 vorgesehen, durch welche eine zusätzliche Führung der Brückenstruktur 7 erreicht wird. Diese zusätzliche Führungseinrichtung 20 dient insbesondere dazu, die im Rahmen des Kippens der Schlepphebeleinrichtung 3 um die Kippachse K sowie des Verschiebens des Kalotten kopfes 8 entlang der Krümmungsachse A der Zylinderrinne 9 angreifenden Querkräfte abzuführen.

Die Führungseinrichtung 20 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel einen vorzugsweise starr in einem Zylinderkopfabschnitt verankerten Führungsbolzen 21 , der in einer entsprechend dimensionierten Führungsbohrung 22 der Brückenstruktur 7 gleitet. Die zur Führung der Brückenstruktur 7 in Richtung der Hubachsen Y5, Y6 vorgesehene Führungseinrichtung 20 ist hier lediglich beispielhaft als relativ einfach gestaltete Bolzen-/Bohrungsführung realisiert. Die Führungseinrichtung kann auch in anderweitiger weise realisiert sein. Insbesondere ist es auch möglich, hier Führungsmechanismen zu realisieren, die an sich zu einer statisch überbestimmten Führung der Brückenstruktur 7 führen, jedoch aufgrund hinreichender Bewegungstoleranzen zu keinen unzulässigen Verspannungen der geführten Bauteile führen.

In Figur 9 ist eine dritte Variante eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs dargestellt, die sich hinsichtlich der Koppelung der Brückenstruktur 7 mit den Gaswechselventilen 5, 6 von den vorgenannten Ausführungsbeispielen unterscheidet. Bei der in Figur 9 dargestellten Ausführungsform ist die Brü- ckenstruktur 7 in ihrem den oberen Stirnseiten der Ventilschäfte 5a, 6a zugewandten Bereich mit entsprechend Spielausgleichsschrauben 51 , 61 versehen. Die Spielausgleichsschrauben 51 , 61 sind durch Kontermuttern 52, 62 gesichert. Es ist möglich, die Brückenstruktur 7 so mit den Gaswechselventilen 5, 6 zu koppeln, dass die Brückenstruktur 7 durch die Gaswechsel- ventile 5, 6 geführt ist. Es ist insbesondere möglich, die Koppelung der Brückenstruktur 7 mit den Gaswechselventilen 5, 6 so vorzunehmen, dass in Hubrichtung der Gaswechselventile eine Zwangskoppelung der Brücken-

struktur 7 mit den Gaswechselventilen 5, 6 gegeben ist. Vorzugsweise erfolgt die Koppelung der Gaswechselventile 5, 6 mit der Brückenstruktur 7 jedoch derart, dass noch eine Drehung der Gaswechselventile 5, 6 um deren Hubachsen Y5, Y6 zugelassen wird.

In Figur 10 ist in Form einer perspektivischen Detaildarstellung eine bevorzugte Gestaltung der Schlepphebeleinrichtung 3 dargestellt. Die Schlepphebeleinrichtung 3 kann insbesondere aus einem durch Pressumformung entsprechend umgeformten Stahl-Blechmaterial gefertigt sein. Die in dieser Darstellung erkennbare Kalottenfläche 8a des Kalottenkopfes 8 kann im Rahmen dieses Umformprozesses fertig geformt werden oder weitgehend vorgeformt und durch einfaches Nachschleifen auf eine Endgeometrie gebracht werden. Durch die Gestaltung der Kalottenfläche 8a wird das Kippzentrum Z1 des Kalotten kopfes definiert. Die letztendlich für die Anpas- sungsbewegung der Schlepphebeleinrichtung 3 maßgebliche Kippachse K wird zudem durch das Kippzentrum Z2 festgelegt. Die Position des Kippzentrums Z2 wird durch die Gestaltung der auf einem entsprechenden Kalottenkopf der Schlepphebelstütze 4 aufsitzenden Kalottenpfannenabschnitt 3a der Schlepphebeleinrichtung 3 festgelegt. Der Verlauf der Kippachse K ist vorzugsweise so abgestimmt, dass das Nockenfolgeorgan 10 der Schlepphebeleinrichtung 3 in vorteilhafter Weise jeweils an die zur Kontaktierung mit dem Nockenfolgeorgan 10 vorgesehene Umfangsfläche des Raumnockens 2 angepasst werden kann. Das Nockenfolgeorgan 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als zylindrische Laufrolle ausgeführt, die auf einer in der Schlepphebeleinrichtung 3 fixierten Achse 11 sitzt. Die Achse 11 ist durch Verpressen eines Außenumfangsrandabschnittes 31 in der Schlepphebeleinrichtung 3 gesichert.

Es ist möglich, das als Laufrolle ausgeführte Nockenfolgeorgan 10 derart in der Schlepphebeleinrichtung 3 zu lagern, dass auch dieses Nockenfolgeorgan um ein Kippzentrum kippbar ist. Dies kann insbesondere erreicht wer-

den, indem das Nockenfolgeorgan auf eine Kugelhülse aufgesetzt wird, die wiederum drehbar auf der Achse 11 sitzt.

In Figur 11 ist eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs dargestellt, bei welchem im Bereich der Schlepphebelstütze 4 ein Stellmechanismus 70 ausgebildet ist, durch welchen eine Absenkung des Stützgelenkzentrums Z2 vorgenommen werden kann. über diesen

Stellmechanismus 70 kann durch entsprechende Absenkung des Zentrums

Z2 eine Ventilabschaltung erreicht werden. Diese Ventilabschaltung wird dabei insbesondere erreicht, wenn die Absenkung des Zentrums Z2 um eine

Wegstrecke erfolgt, die eine Absenkung des Nockenfolgeorgans 10 unter den von dem Raumnocken 2 erfassten Bahnraum bewirkt.

Der Stellmechanismus 70 kann insbesondere als Hydraulikzylindereinrich- tung realisiert sein. Hierdurch wird es möglich, durch entsprechende Durchtrittskanäle 71 , 72 eine Umschaltung des Ventiltriebs in einen Passivzustand (abgesenktes Kippzentrum Z2) oder in einen Aktivzustand (angehobenes Kippzentrum Z2) vorzunehmen. Dieser Schaltmechanismus 70 kann als kartuschenartiges Einsteckmodul ausgeführt sein, das in eine entsprechende Sacklochbohrung des Zylinderkopfs einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist.

In Figur 12 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schlepphebeleinrichtung 3 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der vorangehend beschriebenen Bauform hinsichtlich der Gestaltung des Nockenfolgeorgans 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Nockenfolgeorgan durch zwei Nockenrollen 81 , 82 gebildet, die drehbewegbar auf dem Achszapfen 11 gelagert sind. Diese beiden Nockenrollen 81 , 82 sind unter Zwischenlage einer Abstützscheibe 83 voneinander getrennt und unabhängig voneinander drehbar. Durch die hier gezeigte Gestal- tung des Nockenfolgeorgans 10 wird eine unter tribologischen Gesichtspunkten günstigere Kontaktierung der Außenumfangsfläche des Raumnockens erreicht.

Wie aus dieser Darstellung weiter ersichtlich, ist es möglich, die Schlepphe- beleinrichtung 3 so zu gestalten, dass diese ein nach oben offenes Wan- nenelement bildet. Das sich in diesem Wannenelement sammelnde Schmieröl kann einerseits zum Aufbau eines hinreichend tragfähigen Schmierfilms zwischen dem Nockenfolgeorgan 10 und dem darauf ablaufenden Raumnocken 2 sowie andererseits auch zur Schmierung der weiteren Bewegungsflächen der Schlepphebeleinrichtung 3 dienen. Wie in dieser Darstellung weiterhin erkennbar, ist es möglich, im Bereich der auf der Schlepphebelstütze (vgl. Figur 1 ) aufsitzenden Gelenkpfanne 3a eine Durchtrittsbohrung 34 vorzusehen, über welche ein Zutritt von Schmierstoff zu der beispielsweise in Figur 10 erkennbaren Kalottenfläche 3a möglich wird.

Die Schlepphebeleinrichtung 3 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Einleitung der von dem Raumnocken 2 abgegriffenen Betätigungskräfte in einem im wesentlichen zwischen den Kippzentren Z1 und Z2 liegenden Bereich erfolgt. Bei der Gestaltung des Nockenfolgeorgans 10 als Laufrolle ist es möglich, die Position des Achszapfens 11 so festzulegen, dass die Abstände D1 , D2 der Achse X11 von den Zentren Z1 , Z2 im wesentlichen gleich groß sind.

In Figur 13 ist beispielhaft der Abgriff der durch den Raumnocken 2 gene- rierten Betätigungskräfte unter Verwendung der Schlepphebeleinrichtung gemäß Figur 12 veranschaulicht. Das durch zwei Nockenrollen 81 , 82 realisierte Nockenfolgeorgan 10 kann sich durch Kippen der Schlepphebeleinrichtung 3 um die Kippachse K derart an die Außenumfangsfläche der Nockeneinrichtung 2 anpassen, dass eine Kraftübertragung im Bereich einer Linienkontaktzone erfolgt.

In Figur 14 ist in Form einer weiteren perspektivischen Detaildarstellung der Aufbau eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs unter Verwendung der in Figur 12 dargestellten Schlepphebeleinrichtung 3 veranschaulicht. Der Ventiltrieb befindet sich bei der hier gezeigten Stellung des Raumnockens 2 in einem Schließzustand. Der Raumnocken 2 befindet sich weiterhin in einer Axialstellung, die zu lediglich kleinen Ventilhüben führt.

Die Schlepphebeleinrichtung 3 wird durch die Brückenstruktur 7 in die hier gezeigte oberste Schwenkstellung gedrängt. über die im Bereich der Schlepphebelstütze 4 realisierte Spielausgleichseinrichtung wird der hintere Bereich der Schlepphebeleinrichtung 3 ebenfalls nach oben gedrängt, so- dass unter geringen Stützkräften das zwischen dem Nockenfolgeorgan 10 und dem Raumnocken 2 verbleibende Bewegungsspiel beseitigt oder auf ein vorgegebenes Restmaß verringert wird. Bei fortlaufender Drehung des Raumnockens 2 um die Nockenwellenachse X wird die hier durch die Strichlinien angedeutete Umfangszone U wirksam und betätigt das Nockenfolgeorgan 10 entsprechend dem durch diese Umfangszone U definierten Nockenprofil. Zur Veränderung der Ventilcharakteristik wird der Raumnocken 2 in Richtung der Nockenwellenachse X verschoben, sodass beispielsweise der hier erkennbare rechte Randbereich des Raumnockens 2 wirksam wird und demgemäß größere Ventilhübe ausgeführt werden.

In Figur 15 ist der erfindungsgemäße Ventiltrieb gemäß Figur 14 in einem Zustand dargestellt, in welchem eine Vollauslenkung der Gaswechselventile durch einen Umfangsbereich des Raumnockens 2 veranlasst wird, der sich relativ nahe am Maximalhubbereich des Raumnockens 2 befindet. Wie aus dieser Darstellung erkennbar, ist die Schlepphebelstütze 4 so in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingebunden, dass deren Hauptstützachse H zu einer durch die Ventilschaftachsen Y5, Y6 definierten Ebene angestellt verläuft. Der Anstellwinkel W1 ist vorzugsweise so gewählt, dass die Kontak- tierung des Nockenfolgeorgans 10 durch den Raumnocken 2 in einem näheren Umgebungsbereich B1 der Winkelhalbierenden WH erfolgt. Hierdurch

ergeben sich für den Langzeitbetrieb des Ventiltriebs vorteilhafte Kräftesys- teme.

Wie aus Figur 16 ersichtlich, ist es möglich, die Schlepphebelstütze 4 so anzuordnen, dass das durch diese festgelegte Kugelgelenkzentrum Z2 gegenüber dem durch den Kalottenabschnitt 8a definierten Kippzentrum Z1 um eine Wegstrecke D4 in Richtung der Rotationsachse X des Raumnockens 2 versetzt ist. Durch diese Maßnahme wird es möglich, die Anpassung der Ausrichtung des Nockenfolgeorgans 10 (siehe Figur 12) an den jeweiligen Umfangsflächenabschnitt des Raumnockens 2 weiter zu verbessern. Die durch die Gelenkzentren Z1 , Z2 definierte Kippachse K (vgl. Figur 1 ) der Schlepphebeleinrichtung 3 verläuft damit nicht in einer exakt zur Nockenwellenachse X senkrechten Radialebene, sondern gegenüber dieser Radialebene leicht angestellt. Die unter kinematischen Gesichtspunkten idealen Abmessungen werden unter Berücksichtigung der Umfangskontur des Raumnockens 2 abgestimmt.

In Figur 17 ist der vorangehend in Verbindung mit Figur 15 beschriebene Ventiltrieb bezüglich der Darstellung nach Figur 15 rückwärtigen Richtung dargestellt. Wie aus dieser Ansicht erkennbar, bildet der Raumnocken 2 eine von einem Nullhubbereich zu einem Maximalhubbereich ansteigende Nockenfläche. Im übrigen gelten die Ausführungen zu den Figuren 12 bis 16 auch für diese Darstellung sinngemäß.

Neben dem vorangehend in Verbindung mit Figur 16 beschriebenen axialen Versatz der Schlepphebelstütze 4 ist es, wie in Figur 18 dargestellt, möglich, die Schlepphebelstütze 4 so anzuordnen, dass deren Hauptachse H nicht nur zu der in Figur 15 dargestellten, durch die Ventilschaftachsen Y5, Y6 definierten Ebene angestellt ist, sondern zusätzlich auch noch in der hier angedeuteten Weise um einen Anstellwinkel W2 gegenüber einer Radialebene der Nockenwellenachse X „angestellt" ist. Durch diese Maßnahme ergibt sich für die statistisch häufigsten Betriebszustände des Ventiltriebs

eine weitgehend symmetrische Krafteinleitung am Kugelkopf 41 der Schlepphebelstütze 4. Weiterhin wird es durch diese Gestaltung bzw. Anordnung der Schlepphebelstütze 4 möglich, den Kugelkopf 41 über einen relativ massiven Halsabschnitt abzustützen, wobei sowohl für den Betrieb des Ventiltriebs in einem Betriebszustand mit maximalen Ventilhüben (weitere Verlagerung des Raumnockens 2 nach rechts), sowie auch für den Betrieb des Ventiltriebs in einem Betriebszustand mit kleinen Ventilhüben (Verlagerung des Raumnockens 2 nach links) ausreichend Bewegungsspiel zwischen dem Umfangsrand 37 der auf den Kugelkopf 41 aufsitzenden Gelenk- pfanne der Schwenkhebeleinrichtung 3 verbleibt. Es ist auch möglich, den auf der Schlepphebelstütze 4 aufsitzenden Fußbereich der Schlepphebeleinrichtung 3 um einen dem hier dargestellten Winkel W2 entsprechenden Winkel zu tordieren. Hierdurch wird es möglich die Schlepphebelstütze so anzuordnen, dass deren Achse H in einer zur Nockenwellenachse X radi- alen Ebene verläuft.

Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist es möglich, die Gelenkkoppelung der Schlepphebeleinrichtung 3 mit der Brückenstruktur 7 in konstruktiv abwei- chender Weise, insbesondere unter Verwendung eines zusätzlichen Gleitelementes vorzunehmen. Durch den erfindungsgemäßen Ventiltrieb können sowohl der Zufuhr von Frischgas dienende Gaswechselventile als auch Auslassventile einer Brennkraftmaschine betätigt werden. Der erfindungsgemäße Ventiltrieb kann insbesondere zur drosselfreien Abstimmung des Gas- wechseis einer Brennkraftmaschine herangezogen werden. Anstelle der Ansteuerung von zwei Gaswechselventilen durch die bei dem vorangehend beschriebenen Ventiltrieb vorgesehene Brückenstruktur ist es auch möglich, durch den erfindungsgemäß kippbewegbar gelagerten Schlepphebel auch lediglich ein einzelnes Gaswechselventil anzusteuern.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der erfindungsgemäße Ventiltrieb in einer Brennkraftmaschine verwendet, die ne-

ben einer Steuerung der Ventilhubcharakteristik hinsichtlich des Ventilhubes auch eine Einstellung der Phasenlage der öffnungszeiten ermöglicht. Der erfindungsgemäße Ventiltrieb kann insbesondere in einer Brennkraftmaschi- ne Anwendung finden, die Stellsysteme umfasst, durch welche auch das Kompressionsverhältnis der Brennkraftmaschine verändert werden kann.

Die Selektion des für die Betätigung der Schlepphebeleinrichtung 3 maßgeblichen Umfangabschnittes des Raumnockens 2 kann alternativ zu der Verschiebung des Raumnockens in Richtung der Nockenwellenachse X auch durch eine Verschiebung der Position des Kippzentrums Z2 in Richtung der Nockenwellenachse X erfolgen.

Bezugszeichenliste

Nockenwelleneinπchtung 72 Durchtrittskanal

Raumnocken 81 Nockenrolle

Schlepphebelstütze 82 Nockenrolle a Hülsenkörper 83 Abstützscheibe

Gaswechselventil a Ventilschaft A Krümmungsachse

Gaswechselventil B1 Bereich a Ventilschaft D1 Abstand

Brückenstruktur D2 Abstand

Kalotten köpf E1 Radialschnittebene a Kalottenfläche E2 Radialschnittebene

Zylinderrinne E3 Radialschnittebene 0 Nockenfolgeorgan K Kippachse 0a Laufrolle KE1 Ebene 1 Achszapfen H Hauptstützachse 2 Bohrung NF1 Betätigungskraft 3 Langloch NV1 Ventilreaktionskraft 0 Führungseinrichtung P1 Pfeilsymbol 1 Führungsbolzen P2 Pfeilsymbol 2 Führungsbohrung P3 Pfeilsymbol 1 Außenumfangsrandabschnitt RK1 Rinnenkrümmungsradius 4 Durchtrittsbohrung RK2 Krümmungsradius 7 Umfangsrand R1 Richtung 1 Kugel köpf SK1 Stützkraft 1 Spielausgleichsschraube U Umfangszone 2 Kontermutter W1 Anstellwinkel 1 Spielausgleichsschraube WH Winkelhalbierende 2 Kontermutter X11 Achse 0 Stellmechanismus X Nockenwellenachse 1 Durchtrittskanal Y5 Schaftachse

E 2006 223 25 25

Y6 Schaftachse

Z1 Gelenkzentrum

Z2 Gelenkzentrum

ZU Umfangszone