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Dokumentenidentifikation DE102007025241A1 06.12.2007
Titel Variable Ventilbetätigungseinrichtung für einen Verbrennungskraftmotor
Anmelder Hitachi, Ltd., Tokyo, JP
Erfinder Nakamura, Makoto, Atsugi, Kanagawa, JP;
Hara, Seinosuke, Atsugi, Kanagawa, JP;
Hidaka, Akira, Atsugi, Kanagawa, JP;
Kajiura, Mikihiro, Atsugi, Kanagawa, JP
Vertreter Hoefer & Partner, Partnerschaftsgesellschaft, 81543 München
DE-Anmeldedatum 31.05.2007
DE-Aktenzeichen 102007025241
Offenlegungstag 06.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.12.2007
IPC-Hauptklasse F01L 1/34(2006.01)A, F, I, 20070531, B, H, DE
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Ventilbetätigungseinrichtung, die einen Antriebsnocken, einen Kippnocken, der schwenkbar um die Schwenkachse bewegbar ist, um so ein Motorventil zu Öffnungs- und Schließpositionen zu bewegen, einen Bewegungsübertragungsmechanismus, der betrieben wird um eine Rotationsbewegung des Antriebsnockens in eine Schwenkbewegung des Kippnockens umzuwandeln, und eine Steuerwelle, die betrieben wird um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus zu steuern, um einen Ventilhub des Motorventils zu verändern, umfasst. Ein Rollenkörper oder ein Kurvenformbereich sind an einem Endbereich des Bewegungsübertragungsmechanismus auf einer Seite des Antriebsnockens angebracht und mit dem Antriebsnocken in Berührung. Ein Vorspannelement ist angeordnet, um den Rollenkörper auf dem Antriebsnocken über eine Rollenkörperwelle vorzuspannen, oder es spannt über eine Abstützung für das Vorspannelement den Kurvenformbereich auf dem Antriebsnocken vor.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Ventilbetätigungseinrichtung für einen Verbrennungskraftmotor, das einen Hubbetrag von Motorventilen, d.h. Einlass- und/oder Auslassventilen, variabel steuert.

Die japanische Übersetzung Nr. 2004-521234T der Internationalen Patentanmeldung Erstveröffentlichungsnummer WO02092972 offenbart eine variable Ventilbetätigungseinrichtung für einen Verbrennungskraftmotor. Die variable Ventilbetätigungseinrichtung des Standes der Technik umfasst einen Schwenkhebel, der durch einen Antriebsnocken auf einer Nockenwelle schwenkend bewegt wird. Der Schwenkhebel wird betrieben, um ein Motorventil über einen Schwenkarm, der mit dem Motorventil verbunden ist, zu öffnen und zu schließen. Der Schwenkhebel ist mit einer Scheibe in Berührung, die auf einer Steuerwelle zum Rotieren der Scheibe angeordnet ist. Ein Schwenkhebelpunkt des Schwenkhebels wird dadurch bewegt, um somit einen Hubbetrag des Motorventils variabel zu steuern. Eine Vorspannfeder bringt auf einer äußersten Endseite des Schwenkhebels eine Last auf.

Zusammenfassung

Die durch die Vorspannfeder aufgebrachte Last erzeugt an dem Schwenkhebel ein Moment gegen den Uhrzeigersinn um einen Berührungspunkt zwischen dem Antriebsnocken und einem zentralen Rollenkörper herum, der an einem zentralen Bereich des Schwenkhebels angebracht ist. Dieses Moment wird in eine Last umgewandelt, die über einen Rollenkörper, der an einem oberen Endbereich des Schwenkhebels angebracht ist, auf die Scheibe aufgebracht wird. Somit wirkt die Vorspannkraft der Vorspannfeder auf einen Lagerbereich, der die Steuerwelle abstützt, und erzeugt eine Last, die auf den Lagerbereich ausgeübt wird. Die durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder verursachte Last wird auf den Lagerbereich aufgebracht, selbst wenn der Berührungspunkt zwischen dem Antriebsnocken und dem zentralen Rollenkörper in einem Basiskreisgebiet des Antriebsnockens liegt, das heißt, selbst wenn der Hubbetrag des Einlassventils null ist.

Wenn die variable Ventilbetätigungseinrichtung in einem Zustand ist bevor die Steuerwelle rotierend angetrieben wird, ist ein Ölfilm zwischen einer inneren Umfangsoberfläche des Lagerbereichs und einer äußeren Umfangsoberfläche der Steuerwelle nicht vollständig ausgebildet. In diesem Zustand ist es wahrscheinlich, dass Metall-zu-Metall-Berührung zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Lagerbereichs und der äußeren Umfangsoberfläche der Steuerwelle verursacht wird. Der Lagerbereich erfährt eine Last F der Vorspannfeder und Reibung mit hohem Reibungskoeffizienten &mgr;0, der sich dem Haftreibungskoeffizienten annähert.

In diesem Stadium wird, wenn die Steuerwelle durch eine Antriebsquelle, wie einen Elektromotor, rotiert wird, um so die Ventilhubcharakteristik zu verändern, ein hohes Reibungsmoment auf den Lagerbereich ausgeübt. Das Reibungsmoment wird durch den folgenden Ausdruck angegeben: F X r X &mgr;0, wobei r einen Radius des Lagerbereichs darstellt.

Das Reibungsmoment verhindert eine leichtgängige Rotationsbewegung der Steuerwelle, was zu einer Verzögerung beim Ansprechen auf die Umstellung der variablen Steuerung des Ventilhubs führt. Insbesondere wird, da eine Gleitgeschwindigkeit gering ist bis die Rotation der Steuerwelle erhöht wird, der Reibungskoeffizient hoch, wodurch er einen signifikanten Einfluss auf das Ansprechen auf die Umstellung der variablen Steuerung des Ventilhubs bewirkt.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu lösen, und eine variable Ventilbetätigungseinrichtung für einen Verbrennungskraftmotor zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist das Ansprechen auf Umstellung der variablen Steuerung des Ventilhubs von Motorventilen zu verbessern.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 und 15. Die abhängigen Ansprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Die anderen Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen verstanden werden.

Unter einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine variable Ventilbetätigungseinrichtung zum variablen Betätigen eines Motorventils eines Verbrennungskraftmotors vorgesehen, wobei die variable Ventilbetätigungseinrichtung umfasst:

einen Antriebsnocken, der rotierend durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben wird;

einen Kippnocken, der eine Schwenkachse aufweist und um die Schwenkachse schwenkbar bewegbar ist, um so das Motorventil zu einer Öffnungsposition und einer Schließposition zu bewegen;

einen Bewegungsübertragungsmechanismus, der betrieben wird um eine Rotationsbewegung des Antriebsnockens in eine Schwenkbewegung des Kippnockens umzuwandeln, wobei der Bewegungsübertragungsmechanismus eine Rollenkörperwelle umfasst, die an einem Endbereich des Bewegungsübertragungsmechanismus auf einer Seite des Antriebsnockens angeordnet ist, und einen Rollenkörper, der auf der Rollenkörperwelle rotierbar abgestützt ist und mit dem Antriebsnocken in Berührung ist;

eine Steuerwelle, die von einer Betriebsbedingung des Motors abhängig rotierbar ist, wobei die Steuerwelle betrieben wird, um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus zu steuern, um einen Ventilhub des Motorventils zu verändern; und

ein Vorspannelement, das den Rollenkörper über die Rollenkörperwelle auf dem Antriebsnocken vorspannt.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine variable Ventilbetätigungseinrichtung zum variablen Betätigen eines Motorventils eines Verbrennungskraftmotors zur Verfügung gestellt, wobei die variable Ventilbetätigungseinrichtung umfasst:

einen Antriebsnocken, der durch eine Kurbelwelle des Motors rotierend angetrieben wird;

einen Kippnocken, der eine Schwenkachse aufweist und um die Schwenkachse schwenkbar bewegbar ist, um so das Motorventil zu einer Öffnungsposition und einer Schließposition zu bewegen;

einen Bewegungsübertragungsmechanismus, der betrieben wird um eine rotierende Bewegung des Antriebsnockens in eine Schwenkbewegung des Kippnockens umzuwandeln, wobei der Bewegungsübertragungsmechanismus einen Kurvenformbereich umfasst, der an einem Endbereich des Bewegungsübertragungsmechanismus auf einer Seite des Antriebsnockens angeordnet ist, wobei der Kurvenformbereich mit dem Antriebsnocken in Berührung ist und einen im allgemeinen bogenförmigen Querschnitt aufweist;

eine Steuerwelle, die von einer Betriebsbedingung des Motors abhängig rotierbar ist, wobei die Steuerwelle betrieben wird, um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus zu steuern, um einen Ventilhub des Motorventils zu verändern;

eine Vorspannelementabstützung, die an dem einen Endbereich des Bewegungsübertragungsmechanismus auf der Seite des Antriebsnockens angeordnet ist; und

ein Vorspannelement, das den Kurvenformbereich über die Vorspannelementabstützung auf dem Antriebsnocken vorspannt,

wobei die Vorspannelementabstützung auf oder in der Nähe einer Linie, die durch eine Achse des Antriebsnockens und einen Mittelpunkt der Krümmung des Kurvenformbereichs verläuft, angeordnet ist.

Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine variable Ventilbetätigungseinrichtung zum variablen Betätigen eines Motorventils eines Verbrennungskraftmotors vorgesehen, wobei die variable Ventilbetätigungseinrichtung umfasst:

einen Antriebsnocken, der durch eine Kurbelwelle des Motors rotierend angetrieben wird;

einen Kippnocken, der eine Schwenkachse aufweist und um die Schwenkachse schwenkbar bewegbar ist, um so das Motorventil zu einer Öffnungsposition und einer Schließposition zu bewegen;

einen Bewegungsübertragungsmechanismus, der betrieben wird um eine rotierende Bewegung des Antriebsnockens in eine Schwenkbewegung des Kippnockens umzuwandeln, wobei der Bewegungsübertragungsmechanismus einen Endbereich umfasst, der mit dem Antriebsnocken in Berührung ist;

eine Steuerwelle, die von einer Betriebsbedingung des Motors abhängig rotierbar ist, wobei die Steuerwelle betrieben wird um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus zu steuern, um einen Ventilhub des Motorventils zu verändern;

Vorspannmittel zum Vorspannen des einen Endbereiches des Bewegungsübertragungsmechanismus auf dem Antriebsnocken; und

Abstützmittel, um das Vorspannelement darauf abzustützen;

wobei die Vorspannmittel und die Abstützmittel derart angeordnet sind, dass eine Vorspannkraft der Vorspannmittel über die Abstützmittel auf den einen Endbereich des Bewegungsübertragungsmechanismus im wesentlichen entlang einer Linie aufgebracht wird, die durch die Abstützmittel und eine Achse des Antriebsnockens verläuft.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen.

Es zeigt:

1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer variablen Ventilbetätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

2 eine perspektivische Ansicht der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels;

3 eine perspektivische Ansicht der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels, wenn sie von einer anderen Richtung als der in 2 betrachtet wird;

4 eine erklärende Zeichnung, die einen Kein-Hub-Betrieb der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels unter Minimum-Ventilhubsteuerung eines Motorventils zeigt;

5 eine erklärende Zeichnung, die einen Hubbetrieb der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels unter Minimum-Ventilhubsteuerung eines Motorventils zeigt;

6 eine erklärende Zeichnung, die einen Kein-Hub-Betrieb der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels unter Maximum-Ventilhubsteuerung eines Motorventils zeigt;

7 eine erklärende Zeichnung, die einen Hubbetrieb der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels unter der Maximum-Ventilhubsteuerung eines Motorventils zeigt;

8 eine erklärende Zeichnung, die eine Vorspannaktion einer Feder in der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels beim Kein-Hub-Betrieb unter Minimum-Ventilhubsteuerung eines Motorventils zeigt;

9 eine erklärende Zeichnung, die eine Vorspannaktion der Feder in der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels bei dem Kein-Hub-Betrieb unter der Maximum-Ventilhubsteuerung eines Motorventils zeigt;

10 einen Querschnitt eines wesentlichen Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels der variablen Ventilbetätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

11 einen Querschnitt eines wesentlichen Teils eines dritten Ausführungsbeispiels der variablen Ventilbetätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und

12 eine Seitenansicht eines wesentlichen Teils eines vierten Ausführungsbeispiels der variablen Ventilbetätigungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf die 19 wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer variablen Ventilbetätigungseinrichtung für einen Verbrennungskraftmotor gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt. Zum besseren Verständnis werden verschiedene Richtungsausdrücke wie rechts, links, oberer, unterer, zur Rechten und Ähnliche in der Beschreibung verwendet. Diese Ausdrücke sollen jedoch nur mit Bezug auf eine Zeichnung oder Zeichnungen verstanden werden, auf der ein entsprechendes Teil oder Bereich gezeigt wird. Die variable Ventilbetätigungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels wird auf einer Einlassseite des Motors mit zwei Einlassventilen pro Zylinder verwendet.

Wie in den 13 dargestellt, umfasst die variable Ventilbetätigungseinrichtung 100 des ersten Ausführungsbeispiels zwei Einlassventile 2, 2, die an dem Zylinderkopf 1 vorgesehen sind, eine Antriebswelle 3, die an einem Zylinderkopf 1 über ein Lagerelement 8 rotierbar abgestützt ist, zwei Schwenkarme 4, 4, von denen jeder einen Endbereich aufweist, der mit einem Schaftende jedes Einlassventils 2, 2 in Berührung ist, zwei hydraulische Spieleinstelleinrichtungen 5, 5, die mit dem anderen Endbereich von jedem der Schwenkarme 4, 4 verbunden sind, ein Paar von Kippnocken 6, 6, die die Einlassventile 2, 2 über die Schwenkarme 4, 4 betätigen, einen Bewegungsübertragungsmechanismus 7, der bewirkt, dass das Drehmoment der Antriebswelle 3 in eine Schwenkbewegung des entsprechenden Kippnockens 6, 6 umgewandelt wird, und einen Steuermechanismus, der eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus 7 abhängig von einer Betriebsbedingung des Motors steuert.

Die Einlassventile 2, 2 werden als Motorventile betrieben, um ein Paar von Einlassöffnungen (nicht gezeigt) zu öffnen und zu schließen, die in dem Zylinderkopf 1 ausgebildet sind. Jedes der Einlassventile 2, 2 hat eine Öffnungsposition, in der das Einlassventil 2 die Einlassöffnung öffnet, und eine Schließposition, in der das Einlassventil 2 die Einlassöffnung schließt. Die Einlassventile 2, 2 werden über eine Ventilführung (nicht gezeigt) in dem Zylinderkopf 1 verschiebbar gehalten. Das Einlassventil 2 ist in Richtung der Schließposition durch eine Ventilfeder 9 vorgespannt. Die Ventilfeder 9 ist zwischen einer Federhalterung, die in der Nähe des Schaftendes des Einlassventils 2 befestigt ist, und zwar in der Nähe eines oberen Endes des Einlassventils 2, wie in 1 gezeigt, und einem Boden einer Aussparung (nicht gezeigt), die in dem Zylinderkopf 1 ausgebildet ist, angeordnet.

Die Antriebswelle 3 erstreckt sich in einer Vorne-und-Hinten-Richtung des Motors. Die Antriebswelle 3 weist eine Achse X auf und wird durch eine Kurbelwelle des Motors so angetrieben, dass sie um die Achse X rotiert. Die Antriebswelle 3 empfängt das Eingangsdrehmoment von der Kurbelwelle über ein angetriebenes Kettenrad (nicht gezeigt), das an einem Endbereich der Antriebswelle 3 angebracht ist, und eine Steuerkette (nicht gezeigt), die um das angetriebene Kettenrad gelegt ist. Die Antriebswelle 3 weist einen Antriebsnocken 10 auf, der auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Antriebswelle 3 fest angebracht ist.

Der Einfach-Antriebsnocken 10 ist für jeden Zylinder des Motors vorgesehen. Der Antriebsnocken 10 ist integral mit der Antriebswelle 3 gebildet und um die Achse X der Antriebswelle 3 synchron mit der Kurbelwelle des Motors rotierbar. Der Antriebsnocken 10 hat in einer Seitenansicht im allgemeinen eine Kokongestalt, wie in 1 gezeigt. Der Antriebsnocken 10 umfasst den Basiskreisbereich 10a und den Hubbereich 10b, der aus dem Basiskreisbereich 10a hervorragt und eine im allgemeinen bogenförmige Gestalt hat, wie in 1 gezeigt.

Wie in 1 gezeigt, wird die Antriebswelle 3 rotierend durch ein Lagerelement 8 abgestützt. Speziell umfasst das Lagerelement 8 das Gestell 8a, das fest an einem oberen Ende eines äußeren Umfangs des Zylinderkopfes 1 angebracht ist, eine Halterung 8b für den Zylinderkopf 1 und einen Deckel 8c auf der Halterung 8b. Das Gestell 8a und die Halterung 8b wirken zusammen, um die Antriebswelle 3 so abzustützen, dass sie um die Achse X rotierbar ist. Das Gestell 8a weist einer Lagernute auf einer oberen Oberfläche auf, die einer unteren Oberfläche der Halterung 8b gegenüber liegt. Die Halterung 8b weist eine Lagernute auf der unteren Oberfläche davon auf. Die Lagernute des Gestells 8a und die Lagernute der Halterung 8b weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Die Antriebswelle 3 wird in den Lagernuten des Gestells 8a und der Halterung 8b rotierend abgestützt. Das Lagerelement 8 stützt ferner die Steuerwelle 20 ab, die über der Antriebswelle 3 angeordnet ist. Speziell wirken Halterung 8b und Deckel 8c zusammen, um die Steuerwelle 20 abzustützen. Die Halterung 8b weist eine Lagernute auf einer oberen Oberfläche auf, die einer unteren Oberfläche des Deckels 8c gegenüber liegt, und der Deckel 8c weist eine Lagernute an der unteren Oberfläche davon auf. Die Lagernute der Halterung 8b und die Lagernute des Deckels 8c weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Die Steuerwelle 20 wird in den Lagernuten der Halterung 8b und des Deckels 8c rotierend abgestützt.

Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist jeder der Schwenkarme 4, 4 in der Draufsicht eine längliche, rechteckige Gestalt auf. Der eine Endbereich des Schwenkarms 4 ist an einer unteren Oberfläche davon mit dem Schaftende jedes der Einlassventile 2, 2 in Berührung. Der andere Endbereich des Schwenkarms 4 ist mit einer halbkugelförmigen Aussparung an einer unteren Oberfläche davon ausgebildet, und an der Aussparung mit einem halbkreisförmigen Kopf des Stössels 5b jeder der hydraulischen Spieleinstelleinrichtungen 5, 5 in Berührung. Der andere Endbereich des Schwenkarms 4 wird somit durch die hydraulische Spieleinstelleinrichtung 5 schwenkend drehbar abgestützt. Der Schwenkarm 4 umfasst ein Rollenkörperaufnahmeloch zwischen den gegenüberliegenden Endbereichen des Schwenkarms 4. Der Rollenkörper 4a wird durch die Rollenkörperwelle 4b innerhalb des Rollenkörperaufnahmelochs rotierend abgestützt.

Jede der hydraulischen Spieleinstelleinrichtungen 5, 5 ist von einem bekannten Typ. Die hydraulische Spieleinstelleinrichtung 5 umfasst einen an den Enden geschlossenen, zylindrischen Körper 5a, der fest in das zylindrische Montageloch 1a eingesetzt ist, das in dem Zylinderkopf 1 gebildet ist, und einen Stössel 5b, der in dem Körper 5a so angebracht ist, dass er in einer axialen Richtung des Körpers 5a verschiebbar ist. Der Stössel 5b weist darin eine Hydraulikkammer und ein Kommunikationsloch an einem unteren Endbereich des Stössels 5b auf. Die Hydraulikkammer ist über das Kommunikationsloch kommunizierend mit einer Hochdruckkammer innerhalb des Körpers 5a verbunden. Ein Rückschlagventil ist innerhalb der Hochdruckkammer angebracht und vorgespannt, um das Kommunikationsloch zu verschließen. Wenn bei Betrieb des Motors der Stössel 5b durch den anderen Endbereich des Schwenkarms 4 nach unten bewegt wird, wird der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer erhöht, um das Rückschlagventil zu öffnen und die Hochdruckkammer mit einem Hydraulikdruck zu versorgen. In diesem Stadium wird der Stössel 5b gezwungen sich nach oben zu bewegen, so dass ein Spiel zwischen dem einen Endbereich des Schwenkarms 4 und dem Schaftende des entsprechenden Einlassventils 2 auf null eingestellt wird.

Wie aus 13 zu ersehen, werden die Kippnocken 6, 6 auf der Antriebswelle 3 so abgestützt, dass sie um die Achse X als Schwenkachse schwenkbar sind und auf der Antriebswelle 3 verschiebbar sind. Der Antriebsnocken 10 ist zwischen den Kippnocken 6, 6 angeordnet. Jeder der Kippnocken 6, 6 hat in der Seitenansicht im allgemeinen eine C-Gestalt, wie in 1 gezeigt, und ist mit der zylindrischen zentralen Nute 6a, in die die Antriebswelle 3 eingreift, ausgebildet. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Kippnocken 6 die Nockenoberfläche 6b auf einer äußeren Umfangsoberfläche eines unteren Bereichs des Kippnockens 6, und den Vorsprungsbereich 6c, der auf dem Umfang zu der Nockenoberfläche 6b benachbart angeordnet ist. Der Vorsprungsbereich 6c erstreckt sich radial von der äußeren peripheren Oberfläche des Kippnockens 6 und weist ein Bolzenmontageloch auf, um den Bolzen 19 aufzunehmen, wie später erklärt.

Die zentrale Nute 6a ist in der Seitenansicht im allgemeinen in einer U-Gestalt ausgebildet, wie in 1 gezeigt. Der Kippnocken 6 umfasst einander gegenüberliegende Berührungsoberflächen, die sich parallel zueinander erstrecken, und dazwischen eine Öffnung der U-förmigen zentralen Nute 6a definieren. Die Berührungsoberflächen sind mit zwei planen Berührungsoberflächen 3a im Eingriff, die in einer vorbestimmten Position einer äußeren Umfangsoberfläche der Antriebswelle 3 ausgebildet sind, wie in 2 gezeigt. Der Kippnocken 6 wird auf der äußeren Umfangsoberfläche der Antriebswelle 3 durch Bewegen in einer axialen Richtung der Antriebswelle 3 montiert, nachdem die Berührungsoberflächen des Kippnockens 6 und der Antriebswelle 3 miteinander in Eingriff gebracht sind. Der Kippnocken 6 ist somit rotierbar und verschiebbar auf der äußeren Umfangsoberfläche der Antriebswelle 3 abgestützt. Die Nockenoberfläche 6b umfasst die Basiskreisoberfläche 6d, die sich auf einer Seite der Öffnung der U-förmigen zentralen Nute 6a befindet, und eine Huboberfläche 6e, die sich auf einer Seite des Vorsprungsbereichs 6c befindet.

Der Bewegungsübertragungsmechanismus 7 umfasst den Kipphebel 11, der schwenkbar auf dem Steuernocken 21 abgestützt ist, wie später erklärt, den Rollenkörper 14, der mit dem Antriebsnocken 10 in Berührung ist, die Rollenkörperwelle 17, die den Rollenkörper 14 abstützt, und ein Paar von Verbindungsstangen 15, 15, die den Kipphebel 11 und die Kippnocken 6, 6 verbinden.

Der Kipphebel 11 ist speziell gebogen, um eine in der Seitenansicht im allgemeinen bogenförmige Gestalt zu bilden, wie in 1 gezeigt. Der Kipphebel 11 umfasst einen zylindrischen Basisbereich 16, der mit einer Abstützbohrung 16a ausgebildet ist, über die der Basisbereich 16 schwenkbar auf dem Steuernocken 21 montiert ist. Der Kipphebel 11 umfasst ferner einen Endbereich 12, der nach unten zu einer im allgemeinen bogenförmigen Gestalt gekrümmt ist und von dem Basisbereich 16 in Richtung des Antriebsnockens 10 hervorragt, und den anderen Endbereich 13, der in einer im allgemeinen bogenförmigen Gestalt nach unten gekrümmt ist und von dem Basisbereich 16 in Richtung der Verbindungsstangen 15, 15 hervorragt.

Ein Endbereich 12 des Kipphebels 11 weist mindestens ein Paar von Stützwänden zum Abstützen der Rollenkörperwelle 17 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Paar von Stützwänden 12a, 12a, wie in 3 gezeigt, vorgesehen. Die Stützwände 12a, 12a sind mit Abstand zueinander entlang einer axialen Richtung des Steuernockens 21 angeordnet und integral mit dem Kipphebel 11 ausgebildet. Die Stützwände 12a, 12a sind relativ dünn und parallel zueinander, und mit Welleneinführungslöchern ausgebildet, in die die Rollenkörperwelle 17 eingeführt ist, wie später erklärt. Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist der andere Endbereich 13 gabelförmig in zwei Endbereiche geteilt. Die gabelförmig geteilten Endbereiche 13, 13 sind im wesentlichen bezüglich einer Mittellinie des Basisbereiches 16, die sich senkrecht zu einer Schwenkachse des Basisbereichs 16 erstreckt, symmetrisch angeordnet, um ein Gleichgewicht zwischen den gabelförmig geteilten Endbereichen 13, 13 zu erreichen. In diesem Ausführungsbeispiel bilden die gabelförmig geteilten Endbereiche 13, 13 im allgemeinen eine V-Gestalt, wie in 2 gezeigt. Jeder der gabelförmig geteilten Endbereiche 13, 13 weist ein Bolzeneinführungsloch an einem äußersten Endbereich davon auf, in welches die Bolzen 18, 18 eingeführt sind, wie später erklärt wird.

Wie aus 1 und 3 zu ersehen, ist der Rollenkörper 14 zwischen den Stützwänden 12a, 12a eines Endbereiches 12 des Kipphebels 11 angebracht. Der Rollenkörper 14 ist auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Rollenkörperwelle 17, die sich zwischen den Stützwänden 12a, 12a erstreckt, über ein geeignetes Lager, zum Beispiel ein Nadellager oder ein Gleitlager, rotierbar abgestützt. Die Rollenkörperwelle 17 wird über Presspassung in die Welleneinführungslöcher der Stützwände 12a, 12a eingebracht, und weist einander gegenüberliegende Endbereiche 17a, 17b auf, die sich von den Welleneinführungslöchern über eine vorbestimmten Länge nach außen erstrecken.

Jede der Verbindungsstangen 15, 15 ist in Anbetracht von Gewichtsreduzierung und zur Erleichterung des Formvorgangs im Querschnitt im allgemeinen in einer C-Gestalt gepresst. Die Verbindungsstange 15 weist einen Endbereich 15a auf, der mit jedem der gabelförmig geteilten Endbereiche 13 des Kipphebels 11 über den Bolzen 18 verbunden ist, und schwenkend drehbar an dem Endbereich 13 abgestützt ist. Ein Endbereich 15a ist, wie in 2 gezeigt, gabelförmig geteilt. Der andere Endbereich 15b der Verbindungsstange 15 ist mit dem Vorsprungsbereich 6c jedes der Kippnocken 6, 6 über den Bolzen 19 verbunden und an dem Vorsprungsbereich 6c schwenkend drehbar abgestützt. Der Bolzen 19 dient als ein Hebelpunkt der Schwenkbewegung des Kipphebels 11 relativ zu jedem der Kippnocken 6, 6.

In dem derart hergestellten Bewegungsübertragungsmechanismus 7 sind die Rollenkörperwelle 17, der Kipphebel 11, die Verbindungsstangen 15, 15 und die Kippnocken 6, 6 miteinander in formschlüssiger Bewegungsverbindung. Das heißt, die Kippnocken 6, 6 sind gezwungen, durch den Bewegungsübertragungsmechanismus 7 sowohl in einer Richtung im Uhrzeigersinn wie in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn zu schwenken.

Der Steuerungsmechanismus umfasst eine Steuerwelle 20, die parallel zu der Antriebswelle 3 angeordnet ist, einen Steuernocken 21, der auf der Steuerwelle 20 angebracht ist, einen Aktuator (nicht gezeigt), der die Steuerwelle 20 abhängig von einer Motorbetriebsbedingung in positiven und entgegengesetzten Rotationsrichtungen betätigt, und eine elektronische Steuereinrichtung (nicht gezeigt), die den Aktuator steuert.

Die Steuerwelle 20 erstreckt sich in der Vorne-und-Hinten-Richtung des Motors. Wie aus 1 und 2 zu ersehen wird die Steuerwelle 20 von dem Lagerelement 8 über Wellenlager 20a, 20a rotierbar abgestützt. Die Steuerwelle 20 ist von einer Betriebsbedingung des Motors abhängig um die Achse P rotierbar. Die Steuerwelle 20 wird betrieben, um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus 7 zu steuern, um einen Ventilhub der Einlassventile 2, 2 zu verändern. Die Steuerwelle 20 weist einen Endbereich auf, der mit einer Antriebswelle des Aktuators verbunden ist.

Der Steuernocken 21 ist an einer vorbestimmten Position auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Steuerwelle 20 angebracht und integral mit der Steuerwelle 20 gebildet. Pro Zylinder ist ein Steuernocken 21 vorgesehen. Wie in 1 gezeigt, ist der Steuernocken 21 innerhalb der Abstützbohrung 16a des Basisbereichs 16 des Kipphebels 11 so angeordnet, dass die Achse P1 des Steuernockens 21 von der Achse P der Steuerwelle 20 um einen vorbestimmten Abstand &agr; versetzt ist.

Der Aktuator kann elektrisch betrieben werden und kann einen Elektromotor und ein Vorgelege umfassen. Der Aktuator ist so konstruiert, dass er die Steuerwelle 20 in die positiven und die entgegengesetzten Rotationsrichtungen betätigt und die Steuerwelle 20, abhängig von der Motorbetriebsbedingung, in einer vorbestimmten Rotationsposition davon hält. Der Elektromotor wie auch der Aktuator können durch die elektronische Steuereinrichtung gesteuert werden.

Die elektronische Steuereinrichtung ist so konstruiert, dass sie die aktuelle Betriebsbedingung des Motors durch das Ermitteln von Eingabesignalen von verschiedenen Sensoren, wie einem Kurbelwinkelsensor, einem Drosselklappen-Positionssensor, einem Wassertemperatursensor und einem Luftdurchsatzsensor erfasst, und einen elektrischen Strom steuert, der auf der Basis der erfassten Motorbetriebsbedingung an den Elektromotor ausgegeben wird.

Wie in 1 bis 3 gezeigt, umfasst die variable Ventilbetätigungseinrichtung 100 ferner ein Vorspannelement 22, das den Rollenkörper 14 auf dem Antriebsnocken 10 über die Rollenkörperwelle 17 vorspannt. Das Vorspannelement 22 ist eingerichtet, um die Vorspannkraft über die Rollenkörperwelle 17 im Wesentlichen entlang einer Linie aufzubringen, die durch eine Achse der Rollenkörperwelle 17 und die Achse des Antriebsnockens 10 verläuft, nämlich die Achse X der Antriebswelle 3.

Das Vorspannelement 22 weist die Form einer Rückholfeder auf, die in der Draufsicht im allgemeinen eine U-Gestalt aufweist. Wie aus 1 bis 3 zu sehen, umfasst das Vorspannelement 22 den U-förmigen Basisbereich 22a, gebogene Bereiche 22b, 22b, die sich von gegenüberliegenden Seiten des Basisbereichs 22a nach unten erstrecken, und äußerste Endbereiche 22c, 22c, die sich von den gebogenen Bereichen 22b, 22b weg erstrecken. Wie aus 1 und 3 zu ersehen ist, sind die äußersten Endbereiche 22c, 22c mit einem oberen Bereich einer äußeren Umfangsoberfläche der Endbereiche 17a und 17b der Rollenkörperwelle 17 in Berührung, und bringen die Vorspannkraft auf die Endbereiche 17a und 17b der Rollenkörperwelle 17 auf. Der Basisbereich 22a ist über die Halterung 24 mittels Schrauben 25, 25 an der Kipphebelabdeckung 23 befestigt. Die gebogenen Bereiche 22b, 22b sind mit Abstand zueinander und einander gegenüberliegend in einer im Wesentlichen parallelen Richtung zur Achse x der Antriebswelle 3 angeordnet. Die äußersten Endbereiche 22c, 22c sind elastisch mit einer oberen Seite einer äußeren Umfangsoberfläche der Endbereiche 17a, 17b der Rollenkörperwelle 17 und spannen die Endbereiche 17a und 17b in einer nach unten gerichteten Richtung vor, wie in 1 gezeigt. Die Vorspannkraft FS des Vorspannelements 22 wird auf die Endbereiche 17a und 17b in einer Richtung ausgeübt, die durch die Achse der Rollenkörperwelle 17, nämlich eine Achse des Rollenkörpers 14, und den Berührungsbereich zwischen jedem der äußersten Endbereiche 22c, 22c und dem entsprechenden Endbereich 17a und 17b im wesentlichen in Richtung der Achse x der Antriebswelle 3 verläuft. In 1 verläuft die Vorspannkraft FS des Vorspannelements 22 von dem Berührungspunkt zwischen dem äußeren Endbereich 22c und dem entsprechenden Endbereich 17a der Rollenkörperwelle 17 durch die Achse der Rollenkörperwelle 17, wie durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angezeigt. Die Vorspannkraft FS wirkt so auf den Rollenkörper 14, so dass der Rollenkörper 14 gegen den Antriebsnocken 10 gedrückt wird.

Ein Betrieb der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des Ausführungsbeispiels wird im folgenden erklärt. Eine Rotationskraft, die von der Kurbelwelle des Motors auf die Antriebswelle 3 übertragen wird, wird auf den Antriebsnocken 10 übertragen, um so den Antriebsnocken 10 zu rotieren. Die Rotation des Antriebsnockens 10 wird auf den Rollenkörper 14 übertragen, so dass der Kipphebel 11 um den Steuernocken 21 schwenkt. Somit wird die Rotationsbewegung des Antriebsnockens 10 in die Schwenkbewegung des Kipphebels 11 umgewandelt. Die Schwenkbewegung des Kipphebels 11 wird über die jeweiligen Verbindungsstangen 15, 15 auf die Kippnocken 6, 6 übertragen, so dass die Kippnocken 6, 6 um die Bolzen 19, 19 an den Vorsprungsbereichen 6c, 6c schwenken. Aufgrund der Schwenkbewegung der Kippnocken 6, 6 wälzt der Rollenkörper 4a eines jeden Schwenkhebels 4, 4 auf der Nockenoberfläche 6b jeder der Kippnocken 6, 6, nämlich der Basiskreisoberfläche 6d und der Huboberfläche 6e ab. Der Schwenkhebel 4 wird um den Stössel 5b der hydraulischen Spieleinstellungseinrichtung 5 als ein Hebelpunkt der Schwenkbewegung herum geschwenkt, und betätigt das Einlassventil 2 gegen die Federkraft der Ventilfeder 9.

Als nächstes wird ein Betrieb der variablen Hubsteuerung der variablen Ventilbetätigungseinrichtung des Ausführungsbeispiels mit Bezug auf 4 bis 7 erklärt. Wenn der Motor in einem Bereich geringer Rotation und geringer Last betrieben wird, so wie im Leerlauf, und die elektronische Steuereinrichtung diese Betriebsbedingung des Motors erfasst hat, führt die elektronische Steuereinrichtung eine Klein-Hub-Steuerung (Steuerung eines kleinen Hubes) durch. 4 zeigt den Kein-Hub-Zustand unter der Klein-Hub-Steuerung, und 5 zeigt einen Höchst-Hub-Zustand unter der Klein-Hub-Steuerung. In der Klein-Hub-Steuerung betätigt die elektronische Steuereinrichtung den Aktuator so, dass die Steuerwelle 20 rotierend zu vorbestimmten, in 4 und 5 gezeigten Rotationspositionen bewegt wird. In diesem Stadium wird der integral mit der Steuerwelle 20 gebildete Steuernocken 21 zu den Rotationspositionen bewegt, in denen die Achse P1 nach rechts von der Achse P der Steuerwelle 20 versetzt ist, wie in 4 und 5 gezeigt. In den in 4 und 5 gezeigten Positionen liegt ein verdickter Bereich des Steuernockens 21 auf der rechten Seite.

Die Rotationsbewegung des Steuernockens 21 bewirkt, dass der Kipphebel 11 leicht in eine Richtung im Uhrzeigersinn rotiert wird, wie in 4 und 5 gezeigt. Aufgrund der Rotationsbewegung des Kipphebels 11, wird jeder der Kippnocken 6, 6, der mit dem Kipphebel 11 über jede der Verbindungsstangen 15, 15 gekoppelt ist, leicht um den Bolzen 19 in Richtung des Uhrzeigersinns rotiert, wie in 4 und 5 gezeigt.

Der Berührungspunkt zwischen dem Rollenkörper 4a des Schwenkarms 4 und der Nockenoberfläche 6b des Kippnockens 6 wird von einem im wesentlichen zentralen Bereich der Nockenoberfläche 6b zu einem Bereich der Nockenoberfläche 6b nahe der Basiskreisoberfläche 6d verschoben.

Unter der Klein-Hub-Steuerung weist jedes der Einlassventile 2, 2, das durch jeden der Kippnocken 6, 6 zu der Öffnungsposition und der Schließposition bewegt wird, einen geringen Höchst-Hub-Betrag auf, wie bei L1 in 5 angezeigt. Als Ergebnis kann eine Strömungsgeschwindigkeit eines Luft-Brennstoff-Gemisches erhöht werden, wodurch das Herstellen einer turbulenten Strömung des Luft-Brennstoff-Gemisches erleichtert wird. Dies dient dazu, die Verbrennung des Luft-Brennstoff-Gemisches zu verbessern, und dadurch die Brennstoffeinsparung und die Stabilität der Motorrotation zu erhöhen.

Auf der anderen Seite führt, wenn die Betriebsbedingung des Motors zu einem Bereich hoher Rotation und hoher Last gewechselt wird und die elektronische Steuereinrichtung erfasst hat, dass die Betriebsbedingung des Motors in diesem Bereich ist, die elektronische Steuereinrichtung eine Groß-Hub-Steuerung (Steuerung eines großen Hubes) durch. 6 zeigt einen Kein-Hub-Zustand (Zustand ohne Hub) unter der Groß-Hub-Steuerung, und 7 zeigt einen Höchst-Hub-Zustand unter der Groß-Hub-Steuerung. In der Groß-Hub-Steuerung betätigt die elektronische Steuereinrichtung den Aktuator so, dass die Steuerwelle 20 rotierend zu den in 6 und 7 gezeigten Rotationspositionen bewegt wird. In diesem Zustand wird der Steuernocken 21 zu den Rotationspositionen bewegt, in denen die Achse P1 nach unten gerichtet von der Achse P der Steuerwelle 20 versetzt ist, wie in 6 und 7 gezeigt. In den in den 6 und 7 gezeigten Positionen liegt ein verdickter Bereich als Steuernocken 21 auf einer rechten, unteren Seite.

Die Rotationsbewegung der Steuerwelle 21 bewirkt, dass der Kipphebel 11 leicht in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn rotiert wird, wie in 6 und 7 gezeigt. Aufgrund der Rotationsbewegung des Kipphebels 11, wird jeder der Kippnocken 6, 6 leicht um den Bolzen 19 in die Richtung gegen den Uhrzeigersinn rotiert, wie in 6 und 7 gezeigt, und liegt in einer Position, wo jeder der Vorsprungsbereiche 6c, 6c näher an den Schwenkarmen 4, 4 gehalten wird. Der Berührungspunkt zwischen dem Rollenkörper 4a des Schwenkarms 4 und der Nockenoberfläche 6b des Kippnockens 6 ist von einem im wesentlichen zentralen Bereich der Nockenoberfläche 6b zu einem Bereich der Nockenoberfläche 6b nahe der Huboberfläche 6e verschoben.

Unter der Groß-Hub-Steuerung weist jedes der Einlassventile 2, 2 einen großen Höchst-Hub-Betrag auf, wie bei L2 in 7 angezeigt. Als Ergebnis kann eine Leistungsabgabe des Motors verbessert werden.

Bezug nehmend auf 8 und 9 wird eine Beziehung zwischen der Vorspannkraft des Vorspannelements 22 und einer Last, die auf die Steuerwelle 20 aufgrund der Vorspannkraft des Vorspannelements 22 wirkt, erklärt.

8 zeigt die Beziehung zwischen der Vorspannkraft des Vorspannelements 22 und der Last, die auf die Steuerwelle 20 in dem Kein-Hub-Zustand unter der Klein-Hub-Steuerung wirkt, wie in 4 gezeigt. In dem Kein-Hub-Zustand unter der Klein-Hub-Steuerung liegt der Berührungspunkt zwischen dem Rollenkörper 4a des Schwenkarms 4 und der Nockenoberfläche 6a des Kippnockens 6 in der Basiskreisoberfläche 6d, wodurch der Kippnocken 6 im wesentlichen kein Rotationsmoment aufweisen, das durch die Federkraft der Ventilfeder 9 verursacht wird. Somit wird im Wesentlichen verhindert, dass der Kipphebel 11 eine Last erfährt, die durch die Verbindungsstange 15 und den Kippnocken 6 auf den Kipphebel 11 aufgebracht wird.

Unter dieser Bedingung wird, wie in 8 dargestellt, die Last FS auf die Endbereiche 17a, 17b der Rollenkörperwelle 17 über die äußersten Endbereiche 22c, 22c des Vorspannelements 22 aufgrund der Vorspannkraft des Vorspannelements 22 aufgebracht. Die Last FS ist als ein Vektor angezeigt, der von der Achse der Rollenkörperwelle 17 im wesentlichen in Richtung der Achse X der Antriebswelle 3 verläuft, wie in 8 gezeigt.

Als Reaktion auf die Last FS wird die Last FC auf den Rollenkörper 14, der mit dem Antriebsnocken 10 in Berührung ist, über den Berührungspunkt zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des Rollenkörpers 14 und einer äußeren Umfangsoberfläche des Antriebsnockens 10 ausgeübt. Die Last FC ist als ein Vektor angezeigt, der durch die Achse der Rollenkörperwelle 17 in einer Richtung verläuft, die im Wesentlichen der Richtung der Last FS entgegengerichtet ist, die durch die Achse X der Antriebswelle 3 verläuft.

Eine Resultierende der Lasten FS und FC ist verglichen mit der Last FS größenordnungsmäßig besonders klein. Dies liegt daran, dass die Last FS und die Last FC relativ zu der Rollenkörperwelle 17 in im wesentlichen diametral entgegengesetzten Richtungen wirken und eine gleiche Größenordnung aufweisen. Die Resultierende der Lasten FS und FC ist als ein Vektor FT in 8 angezeigt. In diesem Zustand wirkt die Last FT' auf den Steuernocken 21 und die Wellenlager 20a, 20ader Steuerwelle 20. Die Last FT' ist wegen des Ausgleichs zwischen der Resultierenden und Last FT' gleich der Resultierenden FT der Lasten FS und FC. Entsprechend ist die Last FT' besonders gering. Die Last FT' wird auf zwei Wellenlager 20a, 20a aufgeteilt, und daher ist die aufgeteilte Last FT'/2. Die Last FT' wird als eine Lagerlast über den Steuernocken 21 auf eine Umfangsoberfläche, nämlich eine Lageroberfläche, der Abstützbohrung 16a des Kipphebels 11 aufgebracht. Die aufgeteilte Last FT'/2 wird über die Wellenlager 20a, 20a als Lagerlast auf eine Lageroberfläche des Lagerelementes 8 aufgebracht. Somit ist die Last, die auf die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 und die Lageroberfläche des Lagerelementes 8 wirkt, bemerkenswert gering.

9 zeigt die Beziehung zwischen der Vorspannkraft des Vorspannelements 22 und der Last, die auf die Steuerwelle 20 in dem Kein-Hub-Zustand unter der Groß-Hub-Steuerung wirkt, wie in 6 gezeigt. In dem Kein-Hub-Zustand unter der Groß-Hub-Steuerung ist die Last FT', die auf den Steuernocken 21 und die Lageroberfläche der Abstützbohrung 16a des Kipphebels 11 wirkt, besonders gering, und die Last, die auf die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 und die Lageroberfläche des Lagerelementes 8 wirkt, ist besonders gering, ähnlich dem Kein-Hub-Zustand unter der Klein-Hub-Steuerung.

Somit ist die Last, die auf den Steuernocken 21 und die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 wirkt, unabhängig von dem Ventilhubbetrag in dem jeweiligen Kein-Hub-Zustand unter der Klein-Hub-Steuerung und der Groß-Hub-Steuerung besonders gering.

Andererseits erfährt in dem jeweiligen Höchst-Hub-Zustand unter der Klein-Hub-Steuerung und der Groß-Hub-Steuerung der Kippnocken 6 das Rotationsmoment, das durch die Federkraft der Ventilfeder 9 verursacht wird. Aufgrund des Rotationsmoments wird eine Last auf den Steuernocken 21 und die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 über den Kipphebel 11 und die Verbindungsstangen 15, 15 ausgeübt. Ferner wirkt eine Last auf den Steuernocken 21 und die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 aufgrund der Vorspannkraft des Vorspannelementes 22, aber die Last ist besonders gering, ähnlich dem jeweiligen Kein-Hub-Zustand unter der Klein-Hub-Steuerung und der Groß-Hub-Steuerung.

Wie oben erklärt, ist in der variablen Ventilbetätigungseinrichtung 100 dieses Ausführungsbeispiels die Last, die auf den Steuernocken 21 und die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 aufgrund der Vorspannkraft des Vorspannelementes 22 wirkt, besonders gering, in sowohl dem Kein-Hub-Zustand wie auch dem Höchst-Hub-Zustand unter der Klein-Hub-Steuerung und der Groß-Hub-Steuerung. Dies erlaubt einen schnellen Start der Rotation der Steuerwelle 20 beim Ansprechen auf die Umstellung der Ventilhubsteuerung der Motorventile 2, 2. Als Ergebnis kann ein Ansprechen auf die Umstellung der Ventilhubsteuerung in diesem Ausführungsbeispiel verglichen mit dem Stand der Technik verbessert werden.

Besonders ist es wahrscheinlicher, dass das Ansprechen in dem Moment, in dem die Steuerwelle 20 zu rotieren anfängt, in dem Kein-Hub-Zustand einen Einfluss erfährt, in dem die auf die Lageroberfläche des Lagerelementes 8 über die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 aufgebrachte Last gering ist. Das heißt, die Steuerwelle 20 kann in dem Kein-Hub-Zustand, in dem die Lagerlast, die auf die Lageroberfläche des Lagerelementes 8 ausgeübt wird, klein ist, schnell anfangen zu rotieren.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Lagerlast, die auf die Lageroberfläche des Lagerelementes 8 über die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 ausgeübt wird, in dem Kein-Hub-Zustand bemerkenswert verringert. Im Gegensatz wird auf das Lagerelement über einen Zyklus der Antriebswelle des Standes der Technik andauernd eine große Lagerlast ausgeübt, wie oben beschriebenen. In diesem Ausführungsbeispiel kann durch die bemerkenswerte Verringerung der Lagerlast ein Ölfilm leicht zwischen der äußeren Umfangsoberfläche jedes Wellenlagers 20a, 20a der Steuerwelle 20 und der entsprechenden Lageroberfläche des Lagerelementes 8 und zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des Steuernockens 21 und der entsprechenden inneren Umfangsoberfläche der Abstützbohrung 16a des Kipphebels 11 unter dem Einfluss eines zur Verfügung zu stellenden Öldrucks gebildet werden.

Insbesondere neigt ein Reibungskoeffizient an dem Wellenlager der Steuerwelle und dem entsprechenden Lagerbereich dazu, aufgrund einer geringen Gleitbewegung zwischen dem Wellenlager und dem entsprechenden Lagerbereich einen Wert nahe dem Haftreibungskoeffizienten &mgr;0 aufzuweisen. In diesem Ausführungsbeispiel weist ein Reibungskoeffizient an dem Wellenlager 20a der Steuerwelle 20 und dem Lagerbereich des Lagerelementes 8 einen Wert auf, der aufgrund der ausreichend geringen Lagerlast und des Einflusses des bereitzustellenden Öldrucks nahe dem Gleitreibungskoeffizienten &mgr;0 ist.

In einem Fall, in dem die Steuerwelle 20 durch eine Antriebsquelle, wie einen elektrischen Motor, rotiert wird, um dadurch die Ventilhubcharakteristik zu verändern, wird das Reibungsmoment MF durch die folgende Formel ausgedrückt:

MF = (FJ'/2) X r X &mgr;D, wobei FJ'/2 eine Lagerlast für die Steuerwelle 20 darstellt, und r einen Radius des Lagerbereichs darstellt.

In diesem Ausführungsbeispiel kann, da der Wert FJ'/2 ausreichend klein und der Wert &mgr;D ein kleiner Wert nahe dem Gleitreibungskoeffizienten ist, die Steuerwelle 20 leichtgängig zu rotieren beginnen. Somit wird ein Reibungsmoment, das auf die Lageroberfläche des Lagerelementes 8 wirkt, das die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 abstützt, verringert, wodurch eine leichtgängige Rotationsbewegung der Steuerwelle 20 ermöglicht wird. Dies dient dazu, ein Ansprechen auf das Umstellen der Ventilhubcharakteristiken der Einlassventile 2, 2 zu verbessern.

Wie aus der obigen Erläuterung zu verstehen ist, wird, da die Vorspannkraft des Vorspannelementes 22 auf den Rollenkörper 14 über die Rollenkörperwelle 17 in einer derartigen Richtung wirkt, dass der Rollenkörper 14 gegen den Antriebsnocken 10 gedrückt wird, die Vorspannkraft des Vorspannelementes 22 nicht stark auf die Lageroberfläche der Abstützbohrung 16a des Kipphebels 11 und die Lageroberfläche des Lagerelementes 8 ausgeübt. Daher wird ein Reibungsmoment, das auf die Lageroberfläche des Lagerelementes 8 beim Rotieren der Steuerwelle 20 wirkt, verringert. Entsprechend kann ein leichtgängiger und schneller Beginn der Rotation der Steuerwelle 20 beim Verändern der Ventilhubcharakteristiken der Einlassventile 2, 2 erreicht werden, wodurch dazu beigetragen wird, ein Ansprechen auf das Umstellen der Ventilhubcharakteristiken der Einlassventile 2, 2 zu verbessern.

Ferner kann in diesem Ausführungsbeispiel das Vorspannelement 22 die Schwenkbewegung der Kippnocken 6, 6 in einem vorbestimmten Bereich beschränken ohne direkt auf die Kippnocken 6, 6 einzuwirken, und kann ein stabiles Verhalten des Bewegungsübertragungsmechanismus 7 ermöglichen. Das Vorspannelement 22 kann die Schwenkbewegung der Kippnocken 6, 6 in dem vorbestimmten Bereich über die formschlüssige Bewegungsverbindung zwischen der Rollenkörperwelle 17, Kipphebel 11, Kippnocken 6, 6 und Verbindungsstangen 15, 15 einschränken. Mit dieser Konstruktion kann verhindert werden, dass die jeweiligen Teile, die miteinander formschlüssig zu verbinden sind, voneinander getrennt werden, und daher kann das Verhalten des Bewegungsübertragungsmechanismus 7 stabilisiert werden.

Speziell spannt in diesem Ausführungsbeispiel das Vorspannelement 22 die Rollenkörperwelle 17 auf dem Antriebsnocken 10 vor, wodurch die Bewegung der Rollenkörperwelle 17 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs eingeschränkt wird, in dem die Rollenkörperwelle 17, der Kipphebel 11, die Verbindungsstange 15 und der Kippnocken 6 unter sich in beiden der entgegengesetzten Schwenkrichtungen des Kippnockens 6 in formschlüssiger Bewegungsverbindung sind, ohne dass sie voneinander getrennt werden. Entsprechend kann die Schwenkbewegung des Kippnockens 6 innerhalb des vorbestimmten Bereichs eingeschränkt werden, in dem der Kippnocken 6 in der formschlüssigen Bewegungsverbindung nicht von den anderen Teilen getrennt wird.

Hier bedeutet die formschlüssige Bewegungsverbindung, dass die Rollenkörperwelle 17 an einem Endbereich 12 des Kipphebels 11 befestigt ist, und die Verbindungsstange 15 schwenkend mit dem anderen Endbereich 13 des Kipphebels 11 über den Bolzen 18 verbunden ist, so dass sie sich sowohl in Hub-nach-Oben- und Hub-nach-Unten-Richtungen der Verbindungsstange 15 bewegt, und mit dem Kippnocken 6 über den Bolzen 19 verbunden ist, so dass sie sich um den Bolzen 19 in die entgegengesetzten Schwenkrichtungen des Kippnockens 6 schwenkend drehen kann. Daher kann der Kippnocken 6 in dem Kein-Hub-Zustand der variablen Ventilbetätigungseinrichtung 100 formschlüssig betätigt werden, ohne dass er die Vorspannkraft des Vorspannelements 22 direkt erfährt. Als Ergebnis kann das Auftreten von Trennung der Teile, die untereinander in der formschlüssigen Bewegungsverbindung sind, verhindert werden, und ein Betrieb der variablen Ventilbetätigungseinrichtung 100 kann immer stabil gehalten werden.

Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel die Rollenkörperwelle 17 zwischen einander gegenüberliegenden Stützwänden 12a, 12a eines Endbereiches 12 des Kipphebels 11 abgestützt, und die einander gegenüberliegenden Endbereiche 17a, 17b der Rollenkörperwelle 17 sind durch die Stützwände 12a, 12a abgestützt. Somit können die Endbereiche 17a, 17b der Rollenkörperwelle 17 leicht und sicher abgestützt werden, und der Rollenkörper 14 kann über die Rollenkörperwelle 17 leicht mit dem Kipphebel 11 zusammengesetzt werden.

Ferner sind die äußersten Endbereiche 22c, 22c des Vorspannelements 22 mit den Endbereichen 17a, 17b der Rollenkörperwelle 17 in Berührung, die von den Stützwänden 12a, 12a des Kipphebels 11 hervorragen, so dass die Vorspannkraft des Vorspannelementes 22 auf die Endbereiche 17a, 17b der Rollenkörperwelle 17 wirkt. Daher befindet sich ein Angriffspunkt der Vorspannkraft des Vorspannelementes 22 auf einer Seite eines jeden der Endbereiche 17a, 17b der Rollenkörperwelle 17. Mit dieser Konstruktion kann der Freiheitsgrad der Installation des Vorspannelementes 22 erhöht werden.

Weiterhin kann in diesem Ausführungsbeispiel eine Stellung des Kipphebels 11 durch Verändern einer Rotationsphase der Steuerwelle 20 geändert werden, nämlich einer Rotationsposition der Steuerwelle 21. Dies dient dazu, die Ventilhubcharakteristik des Motorventils einfach zu verändern.

Bezug nehmend auf 10, wird ein zweites Ausführungsbeispiel der variablen Ventilbetätigungseinrichtung gezeigt, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch das Vorsehen einer ringförmigen Buchse und eines Wälzlagers auf der Rollenkörperwelle 17 unterscheidet. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile, und daher werden detaillierte Erklärungen dafür weggelassen. Wie in 10 dargestellt, umfasst die variable Ventilbetätigungseinrichtung 200 des zweiten Ausführungsbeispiels ringförmige Buchsen 30, 30, die rotierbar auf einander gegenüberliegenden Endbereichen 17a, 17b der Rollenkörperwelle 17 angebracht sind, die von den Stützwänden 12a, 12a des Kipphebels 11 nach außen hervorragen. Die Endbereiche 17a, 17b haben einen Durchmesser, der kleiner ist als ein Durchmesser eines Zwischenbereichs zwischen den Endbereichen 17a, 17b. Jede der ringförmigen Buchsen 30, 30 ist auf einer äußeren Umfangsoberfläche davon mit einer Eingriffsnute 30a ausgebildet, die im Querschnitt eine U-Gestalt aufweist, wie in 10 gezeigt. Jeder der äußersten Endbereiche 22c, 22c des Vorspannelements 22 ist in der Eingriffsnute 30a im Eingriff und wird darin festgehalten. Das Wälzlager 31 ist zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des mittleren Bereichs der Rollenkörperwelle 17 und der inneren Umfangsoberfläche des Rollenkörpers 14 angebracht.

Das zweite Ausführungsbeispiel kann dieselben Effekte wie die des ersten Ausführungsbeispiels aufweisen, und kann außerdem die folgenden Effekte erzielen. Mit dem Vorsehen der ringförmigen Buchsen 30, 30 mit Eingriffsnuten 30a, 30a, können die äußeren Endbereiche 22c, 22c des Vorspannelementes 22 in den Eingriffsnuten 30a, 30a der ringförmigen Buchsen 30, 30 stabil abgestützt werden. Ferner kann durch die Rotation der ringförmigen Buchsen 30, 30 der Widerstand gegen Gleitreibung zwischen den ringförmigen Buchsen 30, 30 und den äußeren Endbereichen 22c, 22c des Vorspannelements 22 verringert werden. Als Ergebnis kann die Lagerlast, die auf die Lagerbereiche für die Steuerwelle 20 wirkt, weiter reduziert werden und die Schwenkbewegung des Kipphebels 11 kann erleichtert werden.

Bezug nehmend auf 11, wird ein drittes Ausführungsbeispiel der variablen Ventilbetätigungseinrichtung gezeigt, das sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung der ringförmigen Buchse 30 unterscheidet. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile, und daher werden detaillierte Erklärungen dafür weggelassen. Wie in 11 dargestellt, sind in der variablen Ventilbetätigungseinrichtung 300 des dritten Ausführungsbeispiels die Stützwände 12a, 12a des Kipphebels 11 mit einem relativ großen Abstand dazwischen zueinander angeordnet, und gegenüberliegende Endbereiche 17a, 17b der Rollenkörperwelle 17 sind fest an einer Innenseite der Stützwände 12a, 12a angebracht, ohne aus den Stützwänden 12a, 12a hervorzuragen. Der Rollenkörper 14 wird in der axialen Richtung der Rollenkörperwelle 17 über das Wälzlager 31 auf einem im wesentlichen mittleren Bereich der Rollenkörperwelle 17 rotierbar abgestützt. Das Vorspannelement 22 bringt die Vorspannkraft auf dem Bereich der Rollenkörperwelle 17 auf. Jede der ringförmigen Buchsen 30, 30 ist rotierbar zwischen jeder der einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Rollenkörpers 14 in der axialen Richtung des Rollenkörpers 14 und der entsprechenden Seitenfläche jeder der Stützwände 12a, 12a angebracht, die der Seitenfläche des Rollenkörpers 14 gegenüberliegt. Jeder der äußersten Endbereiche 22c, 22c des Vorspannelements 22 berührt einen Bereich der Rollenkörperwelle 17, der zwischen der Seitenfläche des Rollenkörpers 14 und der entsprechenden Seitenfläche der Stützwand 12a durch die ringförmige Buchse 30 angeordnet ist. Das Vorspannelement 22 bringt so die Vorspannkraft auf die Rollenkörperwelle 17 auf.

In dem dritten Ausführungsbeispiel ist es nicht notwendig, dass die einander gegenüberliegenden Endbereiche der Rollenkörperwelle 17 von den Stützwänden 12a, 12a des Kipphebels 11 hervorragen, was dazu dient die variable Ventilbetätigungseinrichtung 300 zu verkleinern. Ferner wirken jede der Seitenwände 12a, 12a und die entsprechende Seitenfläche des Rollenkörpers 14 so zusammen, dass jede der ringförmigen Buchsen 30, 30 daran gehindert wird, in einer Axialbewegungsrichtung verschoben zu werden.

Bezug nehmend auf 12 wird ein viertes Ausführungsbeispiel der variablen Ventilbetätigungseinrichtung gezeigt, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass an einem Endbereich 12 des Kipphebels 11 anstelle der Stützwände 12a, 12a und des Rollenkörpers 14 des ersten Ausführungsbeispiels ein Kurvenformbereich vorgesehen ist, und eine Vorspannelementabstützung an einem Endbereich 12 des Kipphebels 11 vorgesehen ist. Wie in 12 dargestellt ist, umfasst die variable Ventilbetätigungseinrichtung 400 des vierten Ausführungsbeispiels den Kurvenformbereich 32, der integral mit einem äußersten Ende eines Endbereiches 12 des Kipphebels 11 ausgebildet ist. Die Kurvenform 32 ist mit der äußeren Umfangsoberfläche des Antriebsnockens 10 in Kontakt und weist einen im allgemeinen bogenförmigen Querschnitt auf. Die Kurvenform 32 hat eine Breite, die gleich einer Breite des Antriebsnockens 10 in einer axialen Richtung des Antriebsnockens 10 ist, nämlich in der Richtung der Achse X der Antriebswelle 3. Die Kurvenform 32 weist die äußerste Endfläche 32a auf, die einen bogenförmigen Querschnitt hat und mit der äußeren Umfangsoberfläche des Antriebsnockens 10 in Linienberührung ist.

Die variable Ventilbetätigungseinrichtung 400 umfasst ferner die Vorspannelementabstützung 33, die auf einem Vorsprung angeordnet ist, der auf einem Endbereich 12 des Kipphebels 11 ausgebildet ist. Die Vorspannelementabstützung 33 ist so konstruiert, dass sie darauf das Vorspannelement 22 abstützt, worüber das Vorspannelement 22 den Kurvenformbereich 32 gegen den Antriebsnockens 10 vorspannt und drückt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorspannelementabstützung 33 in der Gestalt eines Abstützbolzens, der mit Presspassung in ein Bolzenmontageloch eingebracht ist, das in dem Vorsprung an einem Endbereich 12 gebildet ist. Die Vorspannelementabstützung 33 weist einander gegenüberliegende Endbereiche auf, die von gegenüberliegenden Seitenoberflächen des Vorsprungs eines Endbereiches 12 jeweils hervorragen. Die äußersten Endbereiche 22c, 22c des Vorspannelements 22 sind direkt elastisch mit einem oberen Bereich der äußeren Umfangsoberfläche der einander gegenüberliegenden Endbereiche der Vorspannelementabstützung 33 in Berührung, wie in 12 gezeigt. Die Vorspannelementabstützung 33 ist auf oder in der Nähe der Linie Q angebracht, die durch die Achse X der Antriebswelle 3 verläuft, d. h., die Achse des Antriebsnockens 10, und den Mittelpunkt der Krümmung Z des Kurvenformbereichs 32. Die Linie Q verläuft in einer Richtung der Last FC, die auf den Kurvenformbereich 32 von der Seite des Antriebsnockens 10 über den Berührungsbereich zwischen dem Kurvenformbereich 32 und dem Basiskreisbereich des Antriebsnockens 10 wirkt.

Das Vorspannelement 22 ist so angeordnet, dass es die Vorspannkraft über die Vorspannelementabstützung 33 im Wesentlichen entlang einer Linie ausübt, die durch eine Achse der Vorspannelementabstützung 33 und die Achse des Antriebsnockens 10 verläuft, nämlich die Achse X der Antriebswelle 3. Die durch die Vorspannkraft des Vorspannelements 22 verursachte Last FS wirkt auf den Kurvenformbereich 32 über die Vorspannelementabstützung 33 so, dass der Kurvenformbereich 32 gegen den Antriebsnocken 10 gedrückt wird. Die auf den Steuernocken 21 wirkende Last FT' ist besonders gering, und daher ist die Last, die über die Wellenlager 20a, 20a der Steuerwelle 20 auf die Steuerwelle 20 und das Lagerelement 8 wirkt, besonders gering. Entsprechend kann das vierte Ausführungsbeispiel dieselben Effekte wie die des ersten Ausführungsbeispiels erzielen. Das heißt, in dem vierten Ausführungsbeispiel kann eine Reibungsmoment, das auf das Lagerelement 8 über die Wellenlager 20a, 20a wirkt, verringert werden, wodurch eine leichtgängige Rotationsbewegung der Steuerwelle 20 ermöglicht wird. Als Ergebnis kann ein Ansprechen auf das Umstellen der Ventilhubcharakteristiken der Einlassventile 2, 2 verbessert werden.

Insbesondere sind, da die Vorspannelementabstützung 33, wie oben beschriebenen, auf oder in der Nähe der Linie Q angebracht ist, eine Richtung der Last FS, die durch die Vorspannkraft des Vorspannelements 22 verursacht wird, und eine Richtung der Last FC, die aufgrund der Reaktion auf die Last FS verursacht wird, im wesentlichen einander entgegengesetzt, wodurch die Lasten FS und FC gegenseitig aufgehoben werden. Daher kann die Last, die auf die Steuerwelle 22 aufgrund der Vorspannkraft des Vorspannelements 22 ausgeübt wird, beträchtlich verringert werden.

Ferner ist in dem vierten Ausführungsbeispiel die Konstruktion der variablen Ventilbetätigungseinrichtung 400 dadurch vereinfacht, dass der Rollenkörper, der an dem Kipphebel 11 abgestützt ist und mit dem Antriebsnocken 10 in Berührung ist, weggelassen wird. Dies dient dazu, ein Herstellungsverfahren und eine Montagearbeit zu erleichtern, und eine Kostensteigerung zu verhindern.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Eine Spiralfeder kann anstelle der Rückholfeder als Vorspannelement verwendet werden. Ferner kann die Steuerwelle mit den Steuernocken in einer Kurbelgestalt gebildet werden, die einen verringerten Durchmesser aufweist. Ferner kann das Vorspannelement so konstruiert werden, dass es mit einem Endbereich der Rollenkörperwelle, der von mindestens einem der einander gegenüberliegenden Seitenwände hervorragt, in Berührung ist, und den Endbereich der Rollenkörperwelle vorspannen kann. Ferner kann der Antriebsnocken in einer exzentrischen-kreisförmigen Gestalt ausgebildet werden. Ferner kann der Antriebsnocken rotierbar von einem Wälzlager abgestützt werden. Ferner kann ein hydraulisch betätigter Aktuator anstelle des elektrisch betätigten Aktuators verwendet werden.

Diese Anmeldung basiert auf einer früheren, am 1. Juni 2006 angemeldeten japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-153005. Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung 2006-153005 wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung gemacht.

Obwohl die Erfindung oben mit Bezug auf gewisse Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Modifikationen und Änderungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann im Lichte der obigen Lehren offensichtlich werden. Der Schutzumfang der Erfindung ist mit Bezug auf die folgenden Ansprüche definiert.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass eine variable Ventilbetätigungseinrichtung einen Antriebsnocken, einen Kippnocken, der schwenkbar um die Schwenkachse bewegbar ist, um so ein Motorventil zu Öffnungs- und Schließpositionen zu bewegen, einen Bewegungsübertragungsmechanismus, der betrieben wird um eine Rotationsbewegung des Antriebsnockens in eine Schwenkbewegung des Kippnockens umzuwandeln, und eine Steuerwelle, die betrieben wird um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus zu steuern, um einen Ventilhub des Motorventils zu verändern, umfasst. Ein Rollenkörper oder ein Kurvenformbereich sind an einem Endbereich des Bewegungsübertragungsmechanismus auf einer Seite des Antriebsnockens angebracht und mit dem Antriebsnocken in Berührung. Ein Vorspannelement ist angeordnet, um den Rollenkörper auf dem Antriebsnocken über eine Rollenkörperwelle vorzuspannen, oder es spannt über eine Abstützung für das Vorspannelement den Kurvenformbereich auf dem Antriebsnocken vor.

1
Zylinderkopf
1a
zylindrisches Montageloch
2
Einlassventil
3
Antriebswelle
3a
plane Berührungsoberfläche
4
Schwenkarm
4a
Rollenkörper
4b
Rollenkörperwelle
5
Spieleinstelleinrichtung
5a
zylindrisches Körper
5b
Stössel
6
Kippnocken
6a
zentrale Nute
6b
Nockenoberfläche
6c
Vorsprungsbereich
6d
Basiskreisoberfläche
6e
Huboberfläche
7
Bewegungsübertragungsmechanismus
8
Lagerelement
8a
Gestell
8b
Halterung
8c
Deckel
9
Ventilfeder
10
Antriebsnocken
10a
Basiskreisbereich
10b
Hubbereich
11
Kipphebel
12
Endbereich
12a
Stützwand
13
gabelförmig geteilter Endbereich
14
Rollenkörper
15
Verbindungsstange
15a
Endbereich
16
zylindrischer Basisbereich
16a
Abstützbohrung
17
Rollenkörperwelle
17a
Endbereich der Rollenkörperwelle
17b
Endbereich der Rollenkörperwelle
18
Bolzen
19
Bolzen
20
Steuerwelle
20a
Wellenlager
21
Steuernocken
22
Vorspannelement
22a
U-förmiger Basisbereich
22b
gebogener Bereich
22c
äußerster Endbereich
23
Kipphebelabdeckung
24
Halterung
25
Schraube
30
ringförmige Buchse
30a
Eingriffsnute
31
Wälzlager
32
Kurvenform
33
Vorspannelementabstützung
P1
Achse des Steuernockens 21
P
Achse der Steuerwelle 20
X
Achse der Antriebswelle 3
FS
Vorspannkraft
100
variable Ventilbetätigungseinrichtung
200
variable Ventilbetätigungseinrichtung
300
variable Ventilbetätigungseinrichtung
400
variable Ventilbetätigungseinrichtung


Anspruch[de]
Variable Ventilbetätigungseinrichtung zum variablen Betätigen eines Motorventils (2) eines Verbrennungskraftmotors, wobei die variable Ventilbetätigungseinrichtung umfasst:

einen Antriebsnocken (10), der rotierend durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben wird;

einen Kippnocken (6), der eine Schwenkachse aufweist und um die Schwenkachse schwenkbar bewegbar ist, um so das Motorventil zu einer Öffnungsposition und einer Schließposition zu bewegen;

einen Bewegungsübertragungsmechanismus (7), der betrieben wird um eine rotierende Bewegung des Antriebsnockens (10) in eine Schwenkbewegung des Kippnockens (6) umzuwandeln, wobei der Bewegungsübertragungsmechanismus (7) eine Rollenkörperwelle (17) umfasst, die an einem Endbereich (12) des Bewegungsübertragungsmechanismus (7) auf einer Seite des Antriebsnockens (10) angeordnet ist, und einen Rollenkörper (14), der auf der Rollenkörperwelle (17) rotierbar abgestützt ist und mit dem Antriebsnocken (10) in Berührung ist;

eine Steuerwelle (20), die von einer Betriebsbedingung des Motors abhängig rotierbar ist, wobei die Steuerwelle (20) betrieben wird, um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus (7) zu steuern, um einen Ventilhub des Motorventils (2) zu verändern; und

ein Vorspannelement (22), das den Rollenkörper (14) über die Rollenkörperwelle (17) auf dem Antriebsnocken (10) vorspannt.
Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Rollenkörperwelle (17), der Bewegungsübertragungsmechanismus (7) und der Kippnocken (6) während der Schwenkbewegung des Kippnockens (6) in einer formschlüssigen Bewegungsverbindung sind, wobei keine Trennung dazwischen auftritt. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerwelle (20) einen Steuernocken (21) auf einer äußeren Umfangsoberfläche davon aufweist, der Bewegungsübertragungsmechanismus (7) einen Kipphebel (11) umfasst, der schwenkbar auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Steuernockens (21) abgestützt ist, und die Rollenkörperwelle (17) und der Rollenkörper (14) an einem Endbereich (12) des Kipphebels (11) auf einer Seite des Antriebsnockens (10) angeordnet sind. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Kipphebel (11) mindestens ein Paar von Stützwänden (12a) umfasst, die an dem einen Endbereich (12) des Kipphebels (11) angeordnet sind, und die Rollenkörperwelle (17) zwischen den Stützwänden (12a) des Kipphebels (11) abgestützt ist. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das Vorspannelement (22) mit einem Endbereich (17a, 17b) der Rollenkörperwelle (17) in Berührung ist, die von mindestens einer der Stützwände (12a) des Kipphebels (11) nach außen hervorragt, und das Vorspannelement (22) eine Vorspannkraft auf den Endbereich (17a, 17b) der Rollenkörperwelle (17) ausübt. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das Vorspannelement (22) mit einem Bereich der Rollenkörperwelle (17) in Berührung ist, der zwischen dem mindestens einen Paar von Stützwänden (12a, 12a) und einer Seitenfläche des Rollenkörpers (14) angeordnet ist, und das Vorspannelement (22) eine Vorspannkraft auf den Bereich der Rollenkörperwelle (17) ausübt. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 1, das ferner eine ringförmige Buchse (30) umfasst, die auf der Rollenkörperwelle (17) angebracht ist, wobei das Vorspannelement (22) über die ringförmige Buchse (30) eine Vorspannkraft auf die Rollenkörperwelle (17) ausübt. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die ringförmige Buchse (30) auf einer äußeren Umfangsoberfläche davon mit einer Eingriffsnute (30a) ausgebildet ist, in die das Vorspannelement (22) eingreift. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorspannelement (22) eine Feder umfasst. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Antriebsnocken (10) durch ein Wälzlager (31) rotierbar abgestützt wird. Variable Ventilbetätigungseinrichtung zum variablen Betätigen eines Motorventils eines Verbrennungskraftmotors, wobei die variable Ventilbetätigungseinrichtung umfasst:

einen Antriebsnocken (10), der durch eine Kurbelwelle des Motors rotierend angetrieben wird;

einen Kippnocken (6), der eine Schwenkachse aufweist und um die Schwenkachse schwenkbar bewegbar ist, um so das Motorventil (2) zu einer Öffnungsposition und einer Schließposition zu bewegen;

einen Bewegungsübertragungsmechanismus (7), der betrieben wird um eine rotierende Bewegung des Antriebsnockens (10) in eine Schwenkbewegung des Kippnockens (6) umzuwandeln, wobei der Bewegungsübertragungsmechanismus (7) einen Kurvenformbereich (32) umfasst, der an einem Endbereich (12) des Bewegungsübertragungsmechanismus (7) auf einer Seite des Antriebsnockens (10) angeordnet ist, wobei der Kurvenformbereich (32) mit dem Antriebsnocken (10) in Berührung ist und einen im allgemeinen bogenförmigen Querschnitt aufweist;

eine Steuerwelle (20), die von einer Betriebsbedingung des Motors abhängig rotierbar ist, wobei die Steuerwelle (20) betrieben wird, um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus (7) zu steuern, um einen Ventilhub des Motorventils (2) zu verändern;

eine Vorspannelementabstützung (33), die an dem einen Endbereich (12) des Bewegungsübertragungsmechanismus (7) auf der Seite des Antriebsnockens angeordnet ist; und

ein Vorspannelement (22), das den Kurvenformbereich (32) über die Vorspannelementabstützung (33) auf dem Antriebsnocken (10) vorspannt,

wobei die Vorspannelementabstützung (33) auf oder in der Nähe einer Linie, die durch eine Achse des Antriebsnockens (10) und einen Mittelpunkt der Krümmung des Kurvenformbereichs (32) verläuft, angeordnet ist.
Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Steuerwelle (20) einen Steuernocken (21) auf einer äußeren Umfangsoberfläche davon aufweist, der Bewegungsübertragungsmechanismus (7) einen Kipphebel (11) umfasst, der schwenkbar auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Steuernockens (21) abgestützt ist, und die Vorspannelementabstützung (33) einen Abstützbolzen umfasst, der mit Presspassung in ein Bolzenmontageloch eingebracht ist, das in einem Vorsprung an dem einen Endbereich (12) des Kipphebels (11) gebildet ist. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das Vorspannelement (22) eine Feder umfasst. Variable Ventilbetätigungseinrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Antriebsnocken (10) durch ein Wälzlager rotierbar abgestützt ist. Variable Ventilbetätigungseinrichtung zum variablen Betätigen eines Motorventils (2) eines Verbrennungskraftmotors, wobei die variable Ventilbetätigungseinrichtung umfasst:

einen Antriebsnocken (10), der rotierend durch eine Kurbelwelle des Motors angetrieben wird;

einen Kippnocken (6), der eine Schwenkachse aufweist und schwenkbar um die Schwenkachse bewegbar ist, um so das Motorventil (2) zu einer Öffnungsposition und einer Schließposition zu bewegen;

einen Bewegungsübertragungsmechanismus (7), der betrieben wird um eine rotierende Bewegung des Antriebsnockens (10) in eine Schwenkbewegung des Kippnockens (6) umzuwandeln, wobei der Bewegungsübertragungsmechanismus (7) einen Endbereich (12) umfasst, der mit dem Antriebsnocken (10) in Berührung ist;

eine Steuerwelle (20), die von einer Betriebsbedingung des Motors abhängig rotierbar ist, wobei die Steuerwelle (20) betrieben wird, um eine Stellung des Bewegungsübertragungsmechanismus (7) zu steuern, um einen Ventilhub des Motorventils (2) zu verändern;

Vorspannmittel zum Vorspannen des einen Endbereiches (12) des Bewegungsübertragungsmechanismus (7) auf dem Antriebsnocken (10); und

Abstützmittel zum Abstützen des Vorspannelementes (22) darauf;

wobei das Vorspannmittel und das Abstützmittel derart angeordnet sind, dass eine Vorspannkraft des Vorspannmittels (22) über das Abstützmittel (33) auf den einen Endbereich (12) des Bewegungsübertragungsmechanismus (7) im Wesentlichen entlang einer Linie aufgebracht wird, die durch das Abstützmittel und eine Achse des Antriebsnockens (10) verläuft.






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