DE19680481C2 - Variabler Ventiltrieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb, der ein Einlaßventil oder ein Auslaßventil einer Verbrennungskraftmaschine zu Zeitpunkten öffnet und schließt, die einem Verbrennungszustand des Motors entsprechen, und insbesondere einen variabeln Ventiltrieb, bei dem eine Kupplung für ungleichförmige Drehzahlen verwendet wird, die einen Abtrieb erzeugt, während sie eine Drehzahl einer Antriebsdrehung zurücknimmt. Der variable Ventiltrieb ist mit einem exzentrischen Element (14), das einen exzentrischen Ringabschnitt (15) aufweist, der bezüglich der Nockenwelle (11) exzentrisch ist, und das an dem Außenumfang der Nockenwelle (11) angeordnet ist; einem Zwischendrehungselement (16), das einen ersten Nutabschnitt (16A) und einen zweiten Nutabschnitt (16B) aufweist, die sich in Radialrichtung erstrecken, und das auf dem exzentrischen Abschnitt (15) drehbar gelagert ist; einem Nocken (12), der einen Nockenabschnitt (6) für ein Öffnen und Schließen eines Einlaßventils oder Auslaßventils (2) aufweist und konzentrisch zur Nockenwelle (11) und um die Nockenwelle (11) drehbar angeordnet ist; einem ersten Stiftelement (17, 23), das gleitend verschiebbar an seinem einen Ende in dem ersten Nutabschnitt (16A) eingesetzt ist und an seinem entgegengesetzten Ende mit der Nockenwelle (11) so verbunden ist, daß eine Drehung der Nockenwelle (11) auf das Zwischendrehungselement (16) übertragen wird; einem zweiten Stiftelement (18, 24), das gleitend verschiebbar an seinem einen Ende in dem ...

Description

Die Erfindung betrifft variable Ventiltriebe nach der in den Patentansprüchen 1, 5 und 6 genannten Art.

Aus der JP 5-118208 A ist ein Ventiltrieb bekannt, bei dem ein exzentrisches Element an dem Außenumfang einer Nockenwelle anzuordnet und ein Zwischendrehungselement an dem Außenumfang dieses exzentrischen Elementes angebracht ist. Das allein auf dem exzentrischen Element drehbar gelagerte Zwischendrehungs­ element tendiert beim Starten des Motors dazu, in Richtung einer Abweichung von seiner Achse zu kippen (in eine Richtung, in der sich seine Drehachse neigt). Es besteht daher das po­ tentielle Problem, daß eine Verdrehung insbesondere zwischen dem Zwischendrehungselement und dem exzentrischen Element stattfinden kann, wodurch möglicherweise eine sichere Funk­ tionsweise des Zwischendrehungselementes verhindert wird und das Startverhalten des Motors beeinträchtigt wird.

Aus der nachveröffentlichten DE 195 02 834 A1 ist ein varia­ bler Ventiltrieb bekannt, der eine Nockenwelle, ein auf dem Außenumfang der Nockenwelle drehbar angeordnetes exzentrisches Element, das einen bezüglich der Nockenwelle exzentrischen Ringabschnitt aufweist, ein drehbar auf dem exzentrischen Ab­ schnitt gelagertes Zwischendrehungselement, einen Nocken mit einem Nockenabschnitt für ein Öffnen und Schließen eines Ven­ tils, ein erstes Stiftelement, das in Radialrichtung gleitend verschiebbar mit seinem einen Ende mit der Nockenwelle verbunden ist und mit seinem entgegengesetzten Ende mit dem Zwischendrehungselement verbunden ist, so daß eine Drehung der Nockenwelle auf das Zwischendrehungselement übertragen wird, und ein zweites Stiftelement umfasst, das in Radialrichtung gleitend verschiebbar mit seinem einen Ende mit dem Zwischendrehungselement verbunden ist und mit seinem entgegen­ gesetzten Ende mit dem Nocken verbunden ist, so daß eine Drehung des Zwischendrehungselements auf den Nocken übertragen wird. Eine Einstelleinrichtung stellt exzentrische Lage des exzentrischen Abschnitts entsprechend einem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine ein. Zwischen dem exzentrischen Element und dem Zwischendrehungselement und zwischen der Noc­ kenwelle und dem exzentrischen Element ist ein Lager angeord­ net ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen variablen Ven­ tiltrieb zu schaffen, bei dem ein Verkippen des Zwischendre­ hungselementes bezüglich des exzentrischen Abschnittes des exzentrischen Elementes verhindert wird, um nicht nur die Übertragung der Drehkraft, sondern auch die Phaseneinstellung zu erleichtern, damit ein Verbrennungsmotor gut gestartet wer­ den kann.

Diese Aufgabe wird durch die variablen Ventiltriebe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 5 bzw. 6 gelöst.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Belastungspunkte bzw. des Kontaktteils ist die Hebelwirkung bei Belastung ge­ ring, so dass ein Verkippen insbesondere beim Startvorgang verhindert wird.

Vorzugsweise ist ein Befestigungsabschnitt vorgesehen, der an einem Endabschnitt des Nockens so angeordnet ist, daß sich der Befestigungsabschnitt entlang der Drehachse der Nockenwelle in Richtung des exzentrischen Elementes erstreckt. Ein Armelement ist innerhalb eines anderen Raumes als der Befestigungsab­ schnitt zwischen dem Nocken und dem exzentrischen Element an­ geordnet, wobei das Armelement integral mit der Nockenwelle ist und sich in Radialrichtung der Nockenwelle erstreckt. Das entgegengesetzte Ende des ersten Stiftelements ist drehbar mit dem Armelement verbunden ist und das entgegengesetzte Ende des zweiten Stiftelements ist drehbar mit dem Befestigungsabschnitt verbunden. Die Achsen der ersten und zweiten Stiftele­ mente verlaufen parallel zur Drehachse.

Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß die Größe des Gesamtsystems reduziert werden kann.

Es ist außerdem bevorzugt, daß das Zwischendrehungselement einem Endabschnitt des Nockens zugewandt ist, und der Nocken mit einem Kontaktabschnitt versehen ist, der in Kontakt mit einer Seitenwand des Zwischendrehungselements gehalten wird, um ein Verkippen des Zwischendrehungselementes in Richtung einer Achsabweichung zu verhindern.

Bei diesem Aufbau wird eine Verkippung des Zwischendrehungs­ elementes in Richtung der Achsabweichung, die beim Starten oder dergleichen stattfinden kann, durch den Kontaktabschnitt begrenzt. Das Zwischendrehungselement kann immer leichtgängig drehen, auch beim Startzeitpunkt oder dergleichen, was den Vorteil mit sich bringt, daß die Zuverlässigkeit der Vorrich­ tung verbessert wird.

Vorzugsweise ist ein Lager wenigstens zwischen dem exzentri­ schen Element und dem Zwischendrehungselement angeordnet.

Dieser Aufbau ermöglicht ein leichtgängiges Gleiten zwischen dem exzentrischen Element und dem Zwischendrehungselement und außerdem ein leichtgängiges Gleiten zwischen der Nockenwelle und dem exzentrischen Element.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Verbrennungsmotors, die einen variablen Ventiltrieb gemäß ei­ ner ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die den variablen Ventil­ trieb gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt und eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile A-A von Fig. 1 ist;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Kupplung für ungleichförmige Drehzahlen des variablen Ventiltriebs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und ist eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile B-B von Fig. 1;

Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die hauptsächlich einen Einstellmechanismus für eine exzentrische Lage (Steuereinrichtung) des Ventiltriebs der ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 5(A) bis Fig. 5(D) sind Querschnittsansichten, die einen Betrieb eines Mechanismus für ungleichförmige Drehzahlen des variablen Ventiltriebs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 6 ist eine Kennliniendiagramm zur Beschreibung des Mecha­ nismus für ungleichförmige Drehzahlen des Ventiltriebs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das Ventilhubkenndaten durch Einstel­ len einer exzentrischer Lage mittels des variablen Ventiltrieb gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 8 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung des Mechanismus für ungleichförmige Drehzahlen des variablen Ven­ tiltriebs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Verbrennungsmotors, die einen variablen Ventiltrieb gemäß ei­ ner zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht, die den variablen Ven­ tiltrieb gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und ist eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile A1-A1 von Fig. 9;

Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht, die den variablen Ven­ tiltrieb gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und ist eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile B1-B1 von Fig. 9;

Fig. 12 ist eine Referenzansicht zur Beschreibung einer Ver­ hinderung eines Verkippens einer Kupplung für ungleichförmige Drehzahlen in der ersten und zweiten Ausführungsform und ist eine schematische Querschnittsansicht eines Vergleichsbei­ spiels der ersten und zweiten Ausführungsformen;

Fig. 13 ist eine Referenzansicht zur Beschreibung der Verhin­ derung eines Verkippens der Kupplung für ungleichförmige Dreh­ zahlen bei der ersten und zweiten Ausführungsform und ist eine schematische vertikale Teilquerschnittsansicht des Vergleichs­ beispiels der ersten und zweiten Ausführungsform;

Fig. 14 ist eine Referenzansicht zur Beschreibung der Verhin­ derung eines Verkippens der Kupplung für ungleichförmige Dreh­ zahlen in der ersten und zweiten Ausführungsform und ist eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile A3-A3 von Fig. 13;

Fig. 15 ist eine Referenzansicht zur Beschreibung der Verhin­ derung eines Verkippens der Kupplung für ungleichförmige Dreh­ zahlen in der ersten und zweiten Ausführungsform und ist eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile A2-A2 von Fig. 12.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Anhand der Zeichnungen werden die Ausführungsformen der Erfin­ dung nachstehend beschrieben. Fig. 1 bis Fig. 8 zeigen den variablen Ventiltrieb als erste Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung, Fig. 9 bis Fig. 11 zeigen den variablen Ventil­ trieb als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und Fig. 12 bis Fig. 15 sind Referenzansichten zur Beschrei­ bung der Verhinderung eines Verkippens der Kupplung für un­ gleichförmige Drehzahlen bei der vorliegenden Erfindung.

Zunächst die erste Ausführungsform beschreibend, ist der Ver­ brennungsmotor, der sich auf diese Ausführungsform bezieht, ein Hubkolbenverbrennungsmotor, und der variable Ventiltrieb ist für einen Antrieb eines Einlaßventils oder eines Auslaß­ ventils (nachstehend allgemein als "Ventil" bezeichnet) ange­ ordnet, das im oberen Teil eines Zylinders angebracht ist.

Fig. 1 ist die Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Zylinderkopfes darstellt, der mit dem variablen Ventiltrieb versehen ist. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Zylinderkopf mit einem Ventil 2 zum Öffnen oder Schließen einer nicht dargestellten Einlaßöffnung oder Auslaßöffnung ausgestattet. Eine Ventilfeder 3 ist an einem Endabschnitt 2A eines Schaftes des Ventils 2 so angeordnet, daß das Ventil 2 in Schließrichtung vorgespannt ist. Außerdem ist an dem End­ abschnitt 2A des Schaftes des Ventils 2 ein Stößel 4 ange­ bracht, und einen Nockenabschnitt 6 wird mit einer Distanz­ scheibe 5 auf dem Stößel 4 in Kontakt gehalten, weshalb das Ventil 2 in einer Öffnungsrichtung durch einen erhöhten Ab­ schnitt 6A des Nockenabschnitts 6 gegen die Vorspannkraft der Ventilfeder 3 angetrieben wird. Der variable Ventiltrieb ist angeordnet, um den Nockenabschnitt 6 in Drehung zu versetzen.

Der variable Ventiltrieb ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, mit einer Nockenwelle 11, die in Verbindung mit einer Kurbel­ welle (nicht gezeigt) des Motors drehbar angetrieben wird, und einem Nocken 12 bzw. einer Nockeneinrichtung versehen, der bzw. die an dem Außenumfang der Nockenwelle 11 angeordnet ist. Der Nockenabschnitt 6 ist an dem Außenumfang des Nockens 12 so angeordnet, daß sich der Nockenabschnitt 6 von dem Außenumfang nach außen erstreckt. Der Außenumfang des Nockens 12 ist mit­ tels eines Traglagers 7 drehbar gelagert, das auf einer Seite des Zylinderkopfs 1 angeordnet ist. Außerdem ist eine Kupplung 13 für ungleichförmige Drehzahlen zwischen der Nockenwelle 11 und dem Nocken 12 angeordnet.

Diese Kupplung 13 für ungleichförmige Drehzahlen ist mit einer Steuerscheibe 14 (exzentrisches Element), das für eine Drehung an dem Außenumfang der Nockenwelle 11 gelagert ist, einem ex­ zentrischen Abschnitt 15, der einteilig mit der Steuerscheibe 14 angeordnet ist, einer Eingriffsscheibe 16, die als Zwischendrehungselement an einem Außenumfang des exzentrischen Abschnitts 15 angeordnet ist, und einem ersten Gleitelement 17 und einem zweiten Gleitelement 18 versehen, die mit der Ein­ griffsscheibe 16 verbunden sind.

Wie es in Fig. 1 und Fig. 3 gezeigt ist, weist der exzentri­ sche Abschnitt 15 einen Drehmittelpunkt (Drehachse) O₂ an einer Stelle auf, die von einem Drehmittelpunkt (Drehachse) O₁ der Nockenwelle 11 versetzt ist, und die Eingriffsscheibe 16 ist zur Drehung um den Drehmittelpunkt O₂ dieses exzentrischen Ab­ schnitts 15 angeordnet.

In einer Seite der Eingriffsscheibe 16 ist eine Gleitnut 16A als erster Nutabschnitt und eine Gleitnut 16B als zweiter Nut­ abschnitt in Radialrichtung ausgebildet, wie es in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform sind die zwei Gleitnuten 16A, 16B auf demselben Durchmesser angeordnet, so daß sie in der Drehphase um 180° voneinander versetzt sind. Die Nockenwelle ist mit einem Antriebsarm 19 als Armelement versehen, mit dem das erste, ein erstes Stiftelement bildende Gleitelement verbunden ist und in Eingriff steht. Der Nocken 12 ist andererseits mit einem Armabschnitt 20 versehen, mit dem das zweite, ein zweites Stiftelement bildende Gleitelement 18 verbunden ist und in Eingriff steht.

Von diesen ist der Antriebsarm 19 in einem anderen Raum als der Armabschnitt 20 zwischen dem Nocken 12 und der Steuer­ scheibe 14 so angeordnet, daß sich der Antriebsarm 19 in Radi­ alrichtung von der Nockenwelle 11 nach außen erstreckt. Der Antriebsarm ist mit der Nockenwelle 11 mittels eines Sperr­ stiftes 25 so verbunden, daß sie integral drehen. Der Armab­ schnitt 20 ist dahingegen einteilig mit dem Nocken 12 ausge­ bildet, so daß sich ein Endabschnitt des Nockens in Radial­ richtung zu einer Position erstreckt, die nahe der einen Seite der Eingriffsscheibe 16 liegt.

Das erste Gleitelement 17 und das zweite Gleitelement 18 sind mit Gleithauptkörpern 21, 22, die in Radialrichtungen ver­ schiebbar in den Gleitnuten 16A, 16B der Eingriffsscheibe 16 angeordnet, und außerdem mit Antriebsstiften 23, 24 versehen, die an ihren einen Endabschnitten in Bohrungen 19A, 20A des Antriebsarms 19 und des Armabschnitts 20 und an ihren entge­ gengesetzten Endabschnitten in Bohrungen 21A, 22A der Gleit­ hauptkörper 21, 22 aufgenommen sind, um das erste und zweite Element zu bilden, und deren Achsen parallel zueinander ent­ lang einer Achse der Nockenwelle 11 gesetzt sind. Diese An­ triebsstifte 23, 24 sind mit einer oder beiden Bohrungen 19A, 20A des Antriebsarms 19 und des Armabschnitts 20 und der Boh­ rungen 21A, 22A der Gleithauptkörper 21, 22 so verbunden, daß sie sich um ihre Achse drehen können.

Bei der Kupplung 13 für ungleichförmige Drehzahlen wird des­ halb eine Drehung der Nockenwelle 11 über die Bohrung 19A, den Antriebsstift 23, die Bohrung 21A, den Gleithauptkörper 21 und die Nut 16A von dem Antriebsarm 19 auf die Eingriffsscheibe 16 und weiterhin auf den Armabschnitt 20 über die Nut 16B, den Gleithauptkörper 22, die Bohrung 22A, den Antriebsstift 24 und die Bohrung 20A und damit auf den Nocken 12 übertragen.

Zwischen dem Gleithauptkörper 21 und der Nut 16A wird eine Drehkraft zwischen Außenseitenwänden 21B, 21C des Gleithaupt­ körpers 21 und Innenwänden 28A, 28B der Nut 16A übertragen. Zwischen der Nut 16B und dem Gleithauptkörper 22 wird eine Drehkraft zwischen den Innenwänden 28C, 28D der Nut 16B und Außenwänden 22B, 22C des Gleithauptkörpers 22 übertragen.

Bei einer Drehübertragung, wie sie oben beschrieben wurde, wird aufgrund der Exzentrizität der Eingriffsscheibe 16 die Eingriffsscheibe 16 bezüglich der Nockenwelle 11 wiederholt vorverlegt und zurückgenommen, und der Nocken 12 wird wieder­ holt bezüglich der Eingriffsscheibe 16 vorverlegt und zurück­ genommen, so daß der Nocken 12 mit Drehzahlen dreht, die nicht gleich denen der Nockenwelle 11 sind.

Das Drehprinzip ist im wesentlichen das gleiche, wie es schon anhand des Standes der Technik mit Bezug auf Fig. 18 beschrie­ ben wurde, und auf der Basis der Fig. 5(A) bis Fig. 5(D) wird nun eine Beschreibung der Drehphasen der Eingriffsscheibe 16 und des Nockens 12 so durchgeführt, daß ihre Drehphasen ein­ zelnen Drehphasen der Nockenwelle (Nockenwellenwinkel) ent­ sprechen.

Wie es in Fig. 5(A) gezeigt ist, wird als Ausgangspunkt (Noc­ kenwellenwinkel = 0 deg) ein Zustand verwendet, bei dem die Mittelachse des Antriebsstiftes 23 an einer oberen Stelle auf einer geraden Linie (korrekter gesagt, einer Ebene) BL liegt, die den Drehmittelpunkt O₁ der Nockenwelle 11 und den Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffsscheibe 16 miteinander verbin­ det, und die Mittelachse des Antriebsstiftes 24 liegt an einer unteren Stelle auf der geraden Linie (Ebene) BL. Unter der Annahme, daß die Nockenwelle 11 sich von diesem Zustand aus in Uhrzeigerrichtung dreht, wie es durch den Pfeil in Fig. 5(A) gezeigt ist, wird nachstehend eine Erörterung durchgeführt.

Wie obenstehend beschrieben wurde, wird eine Drehung der Noc­ kenwelle 11 nacheinander von dem Antriebsarm 19 zu der Ein­ griffsscheibe 16 über die Bohrung 19A, den Antriebsstift 23, die Bohrung 21A, den Gleithauptkörper 21 und die Nut 16A über­ tragen. Wenn sich die Nockenwelle 11 beispielsweise um 90° (= rechter Winkel) um ihren Drehmittelpunkt O₁ dreht und der Nockenwellenwinkel 90° wird (das einen Winkel bezeichnende "deg" wird nachstehend durch "°" ersetzt), nimmt der Antriebs­ stift 23 die in Fig. 5(B) gezeigte Lage an.

Da der Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffsscheibe 16 bezüglich des Drehmittelpunkts O₁ der Nockenwelle 11 versetzt ist (bei dieser Ausführungsform in der Zeichnung nach unten versetzt), haben sich die Mittelpunkte des Antriebsstiftes 23 und des Gleit­ hauptkörpers 21 zu diesem Zeitpunkt um 90° bezüglich des Dreh­ mittelpunkts O₁ der Nockenwelle 11 gedreht, bezüglich des Dreh­ mittelpunktes O₂ der Eingriffsscheibe 16 beträgt ihre Drehgröße jedoch θ₁ (= 90° - θ₂), die um einen Winkel θ₂ kleiner ist als 90°.

Gleichzeitig hiermit wird eine Drehung der Eingriffsscheibe 16 aufeinanderfolgend auf den Armabschnitt 20 über die Nut 16B, den Gleithauptkörper 22, die Bohrung 22A, den Antriebsstift 24 und die Bohrung 20A und damit auf den Nocken 12 übertragen. Da die Größe der Drehung des Antriebsstiftes 24 und des Gleit­ hauptkörpers 22 um den Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffsscheibe 16 gleich der Größe der Drehung des Antriebsstiftes 23 und des Gleithauptkörpers 21 um den Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffs­ scheibe 16 ist, beträgt die Größe der Drehung des Antriebs­ stiftes 24 und des Gleithauptkörpers 22 um den Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffsscheibe 16 θ₁. Außerdem wird eine Drehgröße θ₃ des Antriebsstiftes 24 und des Gleithauptkörpers 22 um den Drehmittelpunkt O₁ des Nockens 12 in Betracht gezogen. Diese Drehgröße θ₃ kann, wie durch die nachstehende Formel gezeigt, ausgedrückt werden und ist noch kleiner als die Drehgröße θ₁ um den Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffsscheibe 16.

θ₃ = 90° - θ₄, wobei θ₄ ≈ 2θ₂

Wenn sich die Nockenwelle 11 von einem Nockenwellenwinkel von 0° um 90° um ihren Drehmittelpunkt O₁ zu einem Nockenwellenwin­ kel von 90° dreht, dreht sich der Nocken 12 um eine Drehgröße θ₃ weniger als 90° um seinen Drehmittelpunkt O₁. Während dieses Zeitabschnitts dreht sich der Nocken 12 deshalb mit einer ge­ ringeren Geschwindigkeit als die Nockenwelle 11.

Bei einem Nockenwellenwinkel von 0° befindet sich der Nocken 12 in derselben Drehphase wie die Nockenwelle 11. Wenn der Nockenwellenwinkel von diesem Winkel aus größer wird, wird der Nocken 12 in der Drehphase bezüglich der Nockenwelle 11 zuneh­ mend zurückgenommen, und seine Drehphase ist bei einem Nocken­ wellenwinkel von 90° am meisten zurückgenommen.

Wenn sich die Nockenwelle 11 weiter um 90° um ihren Drehmit­ telpunkt O₁ von dem Nockenwellenwinkel von 90° aus bis zu einem Nockenwellenwinkel von 180° dreht, nimmt der Antriebsstift 23 dann die in Fig. 5(C) gezeigte Position ein.

Wenn der Antriebsstift 23 die in Fig. 5(C) gezeigte Position erreicht, befindet sich die Mittelachse des Antriebsstifts 24 an einer oberen Stelle der geraden Linie BL, und die Mittel­ achse des Antriebsstiftes 23 ist an einer unteren Stelle auf der Geraden BL angeordnet. Die Drehphase der Nockenwelle 11 und die des Nockens 12 stimmen deshalb miteinander überein.

Während dieses Zeitabschnittes, d. h. während sich die Nocken­ welle von dem in Fig. 5(B) gezeigten Nockenwellenwinkel von 90° zu dem in Fig. 5(C) gezeigten Nockenwellenwinkel von 180° dreht, dreht sich die Nockenwelle 11 exakt um 90°, während sich der Nocken 12 exakt um die Drehgröße θ₅ dreht, die durch die folgende Formel ausgedrückt wird, so daß sich der Nocken 12 während dieses Zeitabschnittes mit einer höheren Drehzahl dreht als die Nockenwelle 11.

θ₅ = 180° - θ₃ = 90° + θ₄

Der Nocken 12 ist bei dem Nockenwellenwinkel von 90° in seiner Drehphase bezüglich der Nockenwelle 11 am meisten zurückgenom­ men, wenn jedoch der Nockenwellenwinkel von 90° bis 180° an­ steigt, wird die Zurücknahme seiner Drehphase allmählich ver­ ringert und seine Drehphase wird bei dem Nockenwellenwinkel von 180° gleich der der Nockenwelle 11.

Wenn sich die Nockenwelle 11 von dem Nockenwellenwinkel von 180° weiter um exakt 90° um ihren Drehmittelpunkt O₁ bis zu einem Nockenwellenwinkel von 270° dreht, nimmt der Antriebs­ stift 23 die in Fig. 5(D) gezeigte Position an.

Wenn der Antriebsstift 23 die in Fig. 5(D) gezeigte Position erreicht, haben sich der Antriebsstift 23 und der Gleithaupt­ körper 21 im Gegensatz zu dem in Fig. 5(B) gezeigten Zustand um 90° um den Drehmittelpunkt O₁ der Nockenwelle 11, jedoch um eine Drehgröße θ₆ (= 90° + θ₂) um den Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffsscheibe 16 gedreht, der um den Winkel θ₂ größer ist als 90°. Die Drehgröße des Antriebsstiftes 24 und des Gleit­ hauptkörpers 22 um den Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffsscheibe 16 wird daher θ₆, und die Drehgröße des Antriebsstiftes 24 und des Gleithauptkörpers 22 um den Drehmittelpunkt O₁ des Nockens 12 wird θ₇. Diese Drehgröße θ₇ kann, wie gezeigt, durch die nachstehende Formel ausgedrückt werden und wird noch größer als die Drehgröße θ₆ um den Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffs­ scheibe 16.

θ₇ = 90° + θ₄ = θ₅

Während dieses Zeitabschnitts, d. h. während sich der Zustand von Fig. 5(C) zu Fig. 5(D) ändert, dreht sich die Nockenwelle 11 exakt um 90°, während sich der Nocken 12 exakt um die Dreh­ größe θ₇ dreht, die durch die obenstehende Formel ausgedrückt wird. Während dieses Zeitabschnittes dreht sich deshalb der Nocken 12 mit einer höheren Drehzahl als die Nockenwelle 11.

In anderen Worten, befindet sich der Nocken 12 in der gleichen Drehphase wie die Nockenwelle 11 bei einem Nockenwellenwinkel von 180°, und der Nocken 12 wird in seiner Drehphase bezüglich der Nockenwelle 11 zunehmend vorverlegt, wenn der Nockenwel­ lenwinkel von diesem Winkel aus ansteigt. Die Drehphase des Nockens ist bei einem Nockenwellenwinkel von 270° am meisten vorverlegt.

Wenn sich die Nockenwelle 11 von dem Nockenwellenwinkel von 270° weiter um exakt 90° um den Drehmittelpunkt O₁ bis zu einem Nockenwellenwinkel von 360° (= 0°) dreht, nimmt der Antriebs­ stift 23 wieder eine Position ein, wie sie in Fig. 5(A) ge­ zeigt ist.

Wenn der Antriebsstift 23 die in Fig. 5(A) gezeigte Position erreicht, ist die Mittelachse des Antriebsstiftes 23 an einer oberen Position der geraden Linie BL angeordnet, und die Mit­ telachse des Antriebsstiftes 24 ist an einer unteren Stelle der geraden Linie BL angeordnet. Die Drehphase der Nockenwelle 11 und die des Nockens 12 stimmen deshalb miteinander überein.

Während dieses Zeitabschnittes, d. h. während sich der Zustand von Fig. 5(D) auf Fig. 5(A) ändert, dreht sich die Nockenwelle 11 exakt um 90°, während der Nocken exakt um eine Drehgröße θ₈ (nicht gezeigt) dreht, die durch die folgende Formel ausge­ drückt wird. Während dieses Zeitabschnittes dreht der Nocken 12 mit einer geringeren Geschwindigkeit als die Nockenwelle 11.

θ₈ = 180° - θ₇ = 90° - θ₄ = θ₃

Der Nocken 12 war bei dem Nockenwellenwinkel von 270° in der Drehphase bezüglich der Nockenwelle 11 am meisten vorverlegt, und die Vorverlegung seiner Phase wird allmählich verringert, wenn der Nockenwellenwinkel von 270° auf 360° ansteigt. Die Drehphase des Nockens wird bei einem Nockenwinkel von 360° gleich der der Nockenwelle 11.

Eine Beziehung zwischen der Drehzahl der Nockenwelle 11 und der des Nockens 12 in dem in Fig. 5(A) gezeigten Zustand kann außerdem wie folgt ausgedrückt werden:
Tangentialgeschwindigkeit an dem Mittelpunkt, Punkt A, des Antriebsstiftes 23 = r₁.ω₁
Winkelgeschwindigkeit um die exzentrische Mittelachse O₂ am Punkt A = [r₁/(r₁ + e)].ω₁
Tangentialgeschwindigkeit an dem Mittelpunkt, Punkt B, des Antriebsstiftes 24 = [r₁/(r₁ + e)].ω₁.(r₂ - e)
wenn angenommen wird, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, daß der Abstand zwischen dem Antriebsstift 23 auf der Seite der Noc­ kenwelle 11 (Antriebsseite) und dem Drehmittelpunkt O₁ der Nockenwelle 11 r₁ beträgt, der Abstand zwischen dem Antriebs­ stift 24 auf der Seite des Nockens 12 (angetriebene Seite) und dem Drehmittelpunkt O₁ der Nockenwelle 11 r₂ beträgt, der Ab­ stand zwischen dem Drehmittelpunkt O₁ der Nockenwelle 11 und dem Drehmittelpunkt O₂ der Eingriffsscheibe 16e beträgt und die Drehzahl der Nockenwelle 11 (= Winkelgeschwindigkeit des Antriebsstiftes 23) ω₁ beträgt.

Eine Winkelgeschwindigkeit des Nockens 12 (= Winkelgeschwin­ digkeit des Nockenabschnitts 6) kann daher wie folgt definiert werden:

ω₂ = [r₁/(r₁ + e).ω₁.(r₂ - e).(1/r₂) = (r₁/r₂).[(r₂ - e)/(r₁ + e)].ω₁

Wird angenommen, daß r₁ = r₂ = r, kann die Winkelgeschwindig­ keit ω₂ des Nockens 12 daher wie folgt ausgedrückt werden:

ω₂ = [(r₂ - e)/(r₁ + e)].ω₁

Wenn e < 0 [der in Fig. 5(A) gezeigte Zustand], ist deshalb ω₂ < ω₁, und der Nocken 12 dreht mit einer geringeren Geschwin­ digkeit als die Nockenwelle 11.

Wie oben beschrieben wurde, wird der Nocken 12 bezüglich der Nockenwelle 11 vorverlegt und zurückgenommen und dreht mit Drehzahlen, die nicht gleich der Drehzahl der Nockenwelle 11 sind, und Phasenänderungen des Nockens 12 bezüglich der Noc­ kenwelle 11 können als Wellenform gezeigt werden, die einer Sinuswelle gleichen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. In Fig. 6 sind die der Beschreibung von Fig. 5(A) bis Fig. 5(D) entsprechenden Nockenwellenwinkel entlang der Abszisse und die Pha­ sendifferenzen des Nockens 12 bezüglich der Nockenwelle 11 entlang der Ordinate aufgetragen, und jede bezüglich der Noc­ kenwelle 11 vorverlegte Phasendifferenz ist in der positiven Richtung gesetzt.

Durch Verwendung der Eigenschaft, daß der Nocken 12 bezüglich der Nockenwelle 11 wie oben beschrieben vorverlegt oder zu­ rückgenommen wird, können die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des Ventils eingestellt werden. Wenn beispielsweise der Nocken 12 bezüglich der Nockenwelle 11 in der Nähe des Öffnungszeit­ punktes des Ventils 2 bezüglich der Nockenwelle 11 vorverlegt wird, kann der Öffnungszeitpunkt des Ventils 2 vorverlegt wer­ den. Wenn der Nocken 12 bezüglich der Nockenwelle 11 zurück­ genommen wird, kann der Öffnungszeitpunkt des Ventils 2 zu­ rückgenommen werden. Andererseits kann der Schließzeitpunkt vorverlegt werden, wenn der Nocken 12 bezüglich der Nockenwel­ le 11 in der Nähe des Schließzeitpunktes des Ventils 2 bezüg­ lich der Nockenwelle 11 vorverlegt wird. Wenn der Nocken be­ züglich der Nockenwelle 11 zurückgenommen wird, kann die Schließzeit des Ventils 2 zurückgenommen werden.

Das Ausmaß einer solchen Phasenabweichung des Nockens 12 be­ züglich der Nockenwelle 11 kann durch die Veränderung der Lage des exzentrischen Mittelpunkts O₂ des exzentrischen Abschnittes 15 eingestellt werden, der integral mit der Steuerscheibe 14 angeordnet ist. Um eine Phaseneinstellung bezüglich des exzen­ trischen Abschnitts 15 durchzuführen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung deshalb mit einem Einstellmechanismus 30 für die exzentrische Lage zur Einstellung der exzentrischen Lage durch Drehung der Steuerscheibe (exzentrisches Element) 14 versehen, wie es in Fig. 1 und Fig. 4 gezeigt ist.

Dieser Einstellmechanismus 30 für die exzentrische Lage ist mit einem Zahnradmechanismus 32 versehen, der die Steuerschei­ be 14 über ein erstes, an dem Außenumfang der Steuerscheibe 14 ausgebildetes Zahnrad 31 und einen Elektromotor 33 dreht, der als Antriebseinrichtung für den Antrieb des Zahnradmechanismus 32 dient. Der Zahnradmechanismus 32 ist aus einer ersten Zahn­ radwelle 32A, die parallel zur Nockenwelle 11 angeordnet ist, einem zweiten Zahnrad (Steuerzahnrad) 32B, das auf der Zahn­ radwelle 32A angeordnet ist und in Eingriff mit dem ersten Zahnrad 31 gehalten wird, und einem dritten Zahnrad 32C aufge­ baut, das in Eingriff mit einem Zahnrad 33A gehalten wird, das auf einer Drehwelle des Motors 33 angeordnet ist. Die Drehwel­ le des Motors 33 befindet sich in einer verdrehten Beziehung zu der Zahnradwelle 32A, und das dritte Zahnrad 32C und das motorseitige Zahnrad 33A sind als Schneckengetriebemechanismus so aufgebaut, daß das dritte Zahnrad 32C als Schneckenrad und das motorseitige Zahnrad 33A als Schnecke ausgebildet ist.

Der Motor 33 wird von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 34 gesteuert, die als Steuereinrichtung dient. Die ECU 34 steuert einen Betrieb des Motors 33 auf der Basis eines Erfas­ sungssignals von einem Positionssensor 35, so daß die Drehpha­ se der Steuerscheibe 14 auf einen gewünschten Zustand einge­ stellt werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist der Posi­ tionssensor 35 an einem Endabschnitt der Zahnradwelle 32A an­ geordnet, um die Anordnung zu vereinfachen, und die Drehphase der Steuerscheibe 14 wird aus dem Zustand der Drehphase der Zahnradwelle 32A erfaßt.

Wenn die Drehphase (Stellung) der Steuerscheibe 14 wie oben beschrieben verändert wird, verändert sich der Zustand der Phasendifferenz des Nockens bezüglich der Nockenwelle.

Die in Fig. 6 gezeigte Kennlinie der Phasendifferenzen des Nockens entspricht dem Zustand der Exzentrizität, die sich ab­ hängig von dem Nockenwellenwinkel ändert, wie es in Fig. 5(A) bis Fig. 5(D) gezeigt ist. Wird die Drehphase der Steuerschei­ be 14 zu diesem Zeitpunkt als Basiswert genommen (d. h. die Drehphase der Steuerscheibe 14 = 0°), verschiebt sich der Wert der Phasendifferenz des Nockens bezüglich dem Nockenwellenwin­ kel, wenn sich die Drehphase der Steuerscheibe 14 verändert, beispielsweise auf 45°, 90°, 135° und 180°.

In dem oberen Abschnitt von Fig. 6 sind 0°, 45°, 90°, 135° und 180° gezeigt. Sie dienen dazu, jeden Winkel auf der Abszisse gemäß der entsprechenden Stellung (Drehphase) der Steuerschei­ be 14 umzurechnen, und die Position, in der jeder Winkel der Steuerscheibe 14 gezeigt ist, gibt die Position des Nockenwel­ lenwinkels von 180° bei dem Steuerscheibenwinkel an.

Wenn die Position der Steuerscheibe 14 0° beträgt, ist die Abszissengradation des Nockenwellenwinkels von 180° aufgetra­ gen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn sich die Position der Steuerscheibe 14 auf 45° ändert, verschiebt sich die Abszis­ sengradation des Nockenwellenwinkels von 180° auf die Position, die diese "45°" anzeigt (die Position von "225°" in Fig. 6). Wenn die Position der Steuerscheibe 14 90° erreicht, verschiebt sich die Abszissengradation des Nockenwellenwinkels von 180° auf die Position, die diese "90°" anzeigt (die Posi­ tion von "270°" in Fig. 6).

Wenn die Position der Steuerscheibe 14 135° erreicht, ver­ schiebt sich die Abszissengradation des Nockenwellenwinkels von 180° zu der Position, die diese "135°" anzeigt (die Posi­ tion von "315°" in Fig. 6), und, wenn die Position der Steuer­ scheibe 14 180° erreicht, verschiebt sich die Abszissengrada­ tion des Nockenwellenwinkels von 180° zu der Position, die diese "180°" anzeigt (die Position von "360°" in Fig. 6).

Wenn die Position der Steuerscheibe 14 wie oben beschrieben eingestellt wird, verändert sich auch der Hubzustand des Ven­ tils. Wenn die Position der Steuerscheibe so gesetzt ist, daß der Gipfel des erhöhten Abschnittes 6A des Nockenabschnitts 6 bei dem Nockenwellenwinkel von 0° auf das Ventil 2 wirkt, wie es in Fig. 5(A) gezeigt ist, und außerdem, wenn die Kenndaten der Phasenänderungen des Nockens 12 bezüglich der Nockenwelle 11 wie in den Fig. 5(A) bis Fig. 5(D) und Fig. 6 gezeigt ge­ setzt sind, hat der Hubzustand des Ventils die durch eine Kurve L1 in Fig. 7 gezeigten Kenndaten.

Wenn die Drehphase der Steuerscheibe 14 0° beträgt und der Nocken 12 wie in den Fig. 5(A) bis Fig. 5(D) gezeigt wirkt, wird der Nocken in einen Zustand gebracht, in dem seine Phase bei einem Nockenwellenwinkel von 90° am meisten zurückgenommen ist, und der Nocken 12 erzeugt von dem Nockenwellenwinkel von 0° bis zu dem Nockenwellenwinkel von 180° eine Phaserücknahme bezüglich der Nockenwelle 11. Andererseits wird der Nocken bei einem Nockenwellenwinkel von 270° in einen Zustand gebracht, in der die Phase am meisten vorverlegt ist, und der Nocken 12 erzeugt von dem Nockenwellenwinkel von 180° bis zu dem Nocken­ wellenwinkel von 360° eine Phasenvorverlegung bezüglich der Nockenwelle 11. In anderen Worten, wird um den Nockenwellen­ winkel von 0° herum, an dem der Ventilhub maximal wird, die Phase des Nockens 12 vor dem Nockenwellenwinkel von 0° (wo der Nockenwellenwinkel negativ ist) vorverlegt und nach 0° (wo der Nockenwellenwinkel positiv ist) zurückgenommen. Der Hubzustand des Ventils hat deshalb die in Fig. 7 durch eine Kurve L5 ge­ zeigten Kenndaten.

Wenn die Drehphase der Steuerscheibe 14 auf 45° eingestellt wird, verändern sich die Kenndaten der Phasendifferenz des Nockens so, daß der Nocken in einen Zustand gebracht wird, in dem die Phase bei dem Nockenwellenwinkel von 45° am meisten zurückgenommen ist. Verglichen mit dem Fall, bei dem die Dreh­ phase der Steuerscheibe 14 0° beträgt, wird die Phasenvorver­ legung des Nockens 12 reduziert, wenn der Nockenwellenwinkel vor 0° liegt (der Nockenwellenwinkel ist negativ), und die Phasenzurücknahme des Nockens 12 wird auch dann reduziert, wenn der Nockenwellenwinkel nach 0° liegt (der Nockenwellen­ winkel ist positiv). Dementsprechend hat der Hubzustand des Ventils Kenndaten, wie sie durch die Kurve L4 in Fig. 7 gezeigt ist.

Die Kenndaten der Phasendifferenz des Nockens ändern sich wei­ ter, wenn die Drehphase der Steuerscheibe 14 auf 90° eingestellt wird. Der Nocken wird bei einem Nockenwellenwinkel von 0° in einen Zustand gebracht, in dem die Phase am meisten zu­ rückgenommen ist, und verglichen mit dem Fall, bei dem die Drehphase der Steuerscheibe 14 45° beträgt, wird die Phasen­ vorverlegung des Nockens 12 verringert, wenn der Nockenwellen­ winkel vor 0° liegt (der Nockenwellenwinkel ist negativ), und die Phasenzurücknahme des Nockens 12 wird außerdem verringert, wenn der Nockenwellenwinkel nach 0° liegt (der Nockenwellen­ winkel ist positiv). Der Hubzustand des Ventils hat demgemäß die in Fig. 7 durch eine Kurve L3 gezeigten Kenndaten.

Ebenso hat der Hubzustand des Ventils solche Kenndaten, wie sie durch die Kurve L2 oder L1 in Fig. 7 gezeigt ist, wenn die Drehphase der Steuerscheibe 14 auf 135° oder 180° eingestellt ist.

Beschleunigungskenndaten des Ventils, die den Ventilhubkenn­ daten L1 bis L5 entsprechen, können jeweils wie die durch die Kurven A1 bis A5 gezeigten Kurven in Fig. 7 sein.

Der variable Ventiltrieb ist insbesondere so ausgelegt, daß eine Erfassungsinformation (Motordrehzahlinformation) von dem Motordrehzahlsensor (nicht gezeigt), eine Erfassungsinforma­ tion (AFS-Information) von einem Luftströmungssensor (nicht gezeigt) und dergleichen der ECU 34 eingegeben werden. Eine Steuerung des Motors 33 der Einstelleinrichtung 30 für die exzentrische Lage wird auf der Basis dieser Information durch­ geführt, d. h. entsprechend der Drehzahl und der Last des Mo­ tors.

Wenn die Drehzahl des Motors hoch ist oder der Motor sich un­ ter einer hohen Last befindet, wird die Drehphase der Steuer­ scheibe 14 so eingestellt, daß sie beispielsweise eine Ventil­ hubkennlinie wie die Kurve L4 oder L5 in Fig. 7 hat, so daß der variable Ventiltrieb so gesteuert wird, daß er die Öff­ nungsdauer des Ventils verlängert. Wenn andererseits die Dreh­ zahl des Motors gering ist oder sich der Motor unter einer geringen Last befindet, wird die Drehphase der Steuerscheibe 14 so eingestellt, daß sie beispielsweise Ventilhubkennlinien wie die Kurve L1 oder L2 in Fig. 7 hat, so daß der variable Ven­ tiltrieb so gesteuert wird, daß er die Öffnungsdauer des Ven­ tils verkürzt.

Wenn der variable Ventiltrieb gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wie oben beschrieben aufgebaut ist, werden die Ventilöffnungskenndaten gesteuert, während die Drehphase der Steuerscheibe 14 über den Einstellmechanismus 30 für die ex­ zentrische Lage eingestellt wird.

In der ECU 34 wird die Drehphase der Steuerscheibe 14 der Ge­ schwindigkeit und der Last des Motors entsprechend auf der Grundlage der Motordrehzahlinformation, der AFS-Information und dergleichen gesetzt, und die Steuerscheibe 14 während der Steuerung eines Betriebs des Motors 33 auf der Grundlage eines Erfassungssignals von dem Positionssensor 35 angetrieben, so daß die tatsächliche Drehphase der Steuerscheibe 14 in den vorgegebenen Zustand gebracht wird.

Es wird beispielsweise angenommen, daß sich die Drehphase der Steuerscheibe 14 in dem in den Fig. 5(A) bis Fig. 5(D) gezeig­ ten Zustand befindet (d. h. 0°). Während die Nockenwelle 14 eine volle Drehung durchführt, erzeugt der mit dem Nockenab­ schnitt 6 versehene Nocken in einem Nockenwinkelbereich von 0° bis 180° eine Phasenzurücknahme bezüglich der Nockenwelle 11, wie es in Fig. 5(A) bis Fig. 5(C) in Fig. 6 gezeigt ist, und erzeugt insbesondere die größte Phasenzurücknahme bei dem Nockenwellenwinkel von 90°. Bei einem Nockenwellenbereich von 180° bis 360° erzeugt der Nocken 12 dahingegen eine Phasenvor­ verlegung bezüglich der Nockenwelle 11, wie es in Fig. 5(C) bis Fig. 5(A) und Fig. 6 gezeigt ist, und erzeugt insbesondere die größte Phasenvorverlegung bei einem Nockenwellenwinkel von 270°.

Folglich hat das Ventil solche Hubkenndaten, wie sie durch die Kurve L5 in Fig. 7 gezeigt sind, so daß der Öffnungszeitpunkt früh und der Schließzeitpunkt spät ist, d. h. in anderen Wor­ ten, daß die Ventilöffnungsdauer lang ist.

Wenn die Drehphase der Steuerscheibe 14 beispielsweise von 0° allmählich vorverlegt wird, werden der Öffnungszeitpunkt und der Schließzeitpunkt allmählich später bzw. früher, und zwar in der Art, wie es durch die Kurven L4, L3, L2 und L1 in Fig. 7 gezeigt ist, so daß die Öffnungsdauer des Ventils all­ mählich kürzer wird.

Mittels der Kontrolle eines Betriebes des Motors durch die ECU 34 und bei Verwendung von z. B. der Kurve L3 in Fig. 7 als Mit­ te, wird bei dem obenbeschriebenen variablen Ventiltrieb die Ventilöffnungsdauer länger wie bei den Kurven L4 und L5 in Fig. 7, wenn die Motordrehzahl und/oder die Motorlast höher wird, und umgekehrt die Ventilöffnungsdauer kürzer wie bei den Kurven L2 und L1 in Fig. 7, wenn die Motordrehzahl und/oder die Motorlast geringer wird.

Auf diese Weise kann ein an den Betriebszustand des Motors an­ gepaßter Ventilantrieb durchgeführt werden, während die Drehphase (Stellung) der Steuerscheibe 14 dem Betriebszustand des Motors entsprechend gesteuert wird. Insbesondere können die Hubkenndaten des Ventils fortlaufend eingestellt werden, so daß der Antrieb des Ventils immer mit Kenndaten durchge­ führt werden kann, die für den Betriebszustand des Motors op­ timal sind.

Als nächstes wird, das Merkmal betreffend, das die Kupplung 13 für ungleichförmige Geschwindigkeit des obenbeschriebenen va­ riablen Ventiltriebs so aufgebaut ist, daß ein Verkippen der Eingriffsscheibe 16 in Richtung seiner Achsabweichung verhin­ dert wird, das Vergleichsbeispiel zur ersten Ausführungsform in den Fig. 12 bis Fig. 15 gezeigt und anhand dieser Zeichnun­ gen eine Beschreibung dieses Merkmals durchgeführt. Dieses Vergleichsbeispiel unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im Aufbau einiger Teile der Kupplung 13 für un­ gleichförmige Drehzahlen, d. h. in den ausgebildeten Positionen der Gleitnuten (der ersten und zweiten Nutabschnitte) 16A, 16B, der angeordneten Position der Gleitelemente 17, 18 etc.. Elemente, die zu entsprechenden Elementen der ersten Ausfüh­ rungsform identisch oder äquivalent sind, werden mit den glei­ chen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei der ersten Ausführungsform sind die Stiftelemente 23, 24 auf dem Antriebsarm (Armelement) 19 auf der Seite der Nocken­ welle 11 und der Armabschnitt (Befestigungsabschnitt) 20 auf der Seite des Nockens 20 drehbar gelagert, wohingegen die Stiftelemente 23, 24 bei diesem Vergleichsbeispiel beide dreh­ bar an der Eingriffsscheibe (Zwischendrehungselement) 16 gela­ gert sind.

Die Gleitelemente 17, 18 sind dahingegen in Radialrichtung verschiebbar mit dem Antriebsarm (Armelement) 19 auf der Seite der Nockenwelle 11, und der Armabschnitt (Befestigungsab­ schnitt) 20 befindet sich auf der Seite des Nockens 12.

Wie es in Fig. 15 gezeigt ist, ist die erste Gleitnut (erster Nutabschnitt) 19A in dem Antriebsarm 19 und die zweite Gleit­ nut (zweiter Nutabschnitt) 20A in dem Armabschnitt 20 auf der Seite des Nockens 12 ausgebildet, und das erste Gleitelement 17 und das zweite Gleitelement 18 werden in Gleiteingriff mit der ersten Gleitnut 19A bzw. der zweiten Gleitnut 20A gehal­ ten.

Bei diesem Vergleichsbeispiel sind die Gleitelemente 17, 18 ebenfalls integral mit den Stiftelementen 23, 24 ausgebildet und als erstes Stiftelement bzw. zweites Stiftelement aufge­ baut.

Wie es in Fig. 15 gezeigt ist, wird das Nockenantriebsdrehmo­ ment (siehe ein Pfeil in Fig. 15) von dem Antriebsarm 19 über die erste Gleitnut (erster Nutabschnitt) 19A und das Gleitelement 17 übertragen. Die Ventilfederkraft und die Trägheits­ kraft (siehe Pfeile in Fig. 15), die als Reaktionskraft auf das Nockenantriebsdrehmoment wirken, werden dahingegen von dem Nocken 12 über die zweite Gleitnut (erster Nutabschnitt) 20A und das Gleitelement 18 übertragen.

Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform sind die Bela­ stungspunkte M₁, M₂ der Gleitelemente 17, 18 und der Stiftele­ mente 23, 24 jedoch nicht innerhalb der Eingriffsscheibe 16 angeordnet. Wie es in Fig. 13 gezeigt ist, sind die Bela­ stungspunkte M₁, M₂ bezüglich einer Mittellinie N versetzt, die sich in Richtung der Dicke der Eingriffsscheibe 16 erstreckt, so daß sie im wesentlichen vorgelagert sind.

Folglich werden bei einer Übertragung einer Drehung von der Nockenwelle 11 auf den Nocken 12 über die Eingriffsscheibe 16 Belastungen von den Stiftelementen 23, 24 in die durch die Pfeile in Fig. 14 gezeigten Richtungen aufgebracht. Wenn sol­ che Belastungen in senkrechten Richtungen gegen die Innenwand­ abschnitte der Gleitnuten 16A, 16B von M₁, M₂ der ersten und zweiten Stiftelemente (der Stiftelemente 23, 24 und der Gleit­ elemente 17, 18) wirken, neigt (verkippt) sich die so belaste­ te Eingriffsscheibe 16 in Richtung einer Achsveränderung der Eingriffsscheibe 16, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. In diesem Fall findet ein lokaler Kontakt an einer Stelle statt, wie sie durch P2 in Fig. 14 gezeigt ist, so daß die Reibung an einem Gleitabschnitt oder dergleichen zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15 ansteigt. Hierdurch wird eine gleichmäßige Übertragung einer Antriebskraft über die Eingriffsscheibe 16 oder eine Phaseneinstellung der Eingriffs­ scheibe 16 unmöglich gemacht, was zu einer Verschlechterung der Starteigenschaften des Motors führt.

Bei dem variablen Ventiltrieb gemäß der ersten Ausführungsform befinden sich die Belastungspunkte M₁, M₂ der ersten und zwei­ ten Stiftelemente (der Stiftelemente 23, 24 und der Gleitele­ mente 17, 18) jedoch innerhalb der Eingriffsscheibe 16, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Belastungspunkte M₁, M₂ sind bezüg­ lich der Mittellinie N, die sich in Richtung der Dicke der Eingriffsscheibe 16 erstreckt, nicht wesentlich versetzt. Da­ her wird ein Verkippen der Eingriffsscheibe 16 verhindert, so daß die Eingriffsscheibe 16 leichtgängig arbeitet, um einen Betrieb des obenbeschriebenen Ventiltriebs sicherzustellen. Außerdem wird das Startverhalten des Motors verbessert. Besser wäre es noch, die Belastungspunkte M₁, M₂ auf der Mittellinie N anzuordnen, die sich in Richtung der Dicke der Eingriffsschei­ be 16 erstreckt, wenn dies möglich wäre.

Bei dem obenbeschriebenen variablen Ventiltrieb ist das Ele­ ment zur Einstellung des Zustands der Exzentrizität bei der Kupplung 13 für ungleichförmige Drehzahlen, d. h. der exzentri­ sche Abschnitt 15, innerhalb der Kupplung 13 für ungleichför­ mige Drehzahlen angeordnet. Dies ermöglicht es, den Außen­ durchmesser der gesamten Kupplung für ungleichförmige Drehzah­ len zu reduzieren, was den Vorteil mit sich bringt, daß die Größe des gesamten Systems verringert werden kann.

Genauer gesagt, ist dem Versuch, drehmomentübertragende Ele­ mente in der Kupplung 13 für ungleichförmige Drehzahlen, d. h. die Antriebsstifte 23, 24, so nahe wie möglich an dem Drehmit­ telpunkt anzuordnen, eine Beschränkung auferlegt. Die Anord­ nung eines die Exzentrizität einstellenden Elementes (exzen­ trischer Abschnitt) außerhalb der Kupplung für ungleichförmige Drehzahlen führt jedoch zu einer unvermeidbaren Vergrößerung des Außendurchmessers der Kupplung für ungleichförmige Dreh­ zahlen, je größer die Größe des Elements ist. Bei dem obenbe­ schriebenen Trieb ist der exzentrische Abschnitt 15 jedoch weiter innen als die Antriebsstifte 23, 24 angeordnet. Der Außendurchmesser der gesamten Kupplung für ungleichförmige Drehzahlen kann deshalb reduziert werden, weshalb es möglich ist, die Gesamtgröße des Systems zu verringern.

Außerdem ist der obenbeschriebene Ventiltrieb so aufgebaut, daß der Nocken 12 mit einem Armabschnitt 20 versehen ist, der sich in Richtung der Achse der Nockenwelle 11 erstreckt, und daß der Antriebsarm 19 an einem anderen Raum als der Armab­ schnitt 20 zwischen dem Nocken 12 und der Steuerscheibe 14 angeordnet ist und sich in Richtung der Eingriffsscheibe 16 in die gleiche Richtung wie die Stiftelemente 23, 24 erstreckt. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Gesamtgröße des Sy­ stems verringert werden kann.

Der obenbeschriebene Trieb hat einen doppelförmigen Aufbau, bei dem der Nocken 12 außerhalb der Nockenwelle 11 angeordnet ist. Obwohl er so aufgebaut ist, daß die Nockenwelle 11 und dieser Nocken 12 über einen in Axialrichtung langen und brei­ ten Bereich in Gleitkontakt miteinander stehen, ist die rela­ tive Drehung zwischen der Nockenwelle 11 und dem Nocken 12 so gering wie eine Phasenänderung des Nockens 12 bezüglich der Nockenwelle 11, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, und ist deshalb äußerst gering, verglichen mit den Drehzahlen der Nockenwelle 11 und des Nockens 12.

Eine Abnutzung des Gleitabschnitts zwischen dieser Nockenwelle 11 und diesem Nocken 12 ist deshalb auf ein extrem geringes Ausmaß begrenzt.

Eine Einstellung der exzentrischen Lage des exzentrischen Ab­ schnitts 15 wird von dem Motor 33 über das motorseitige Zahn­ rad 33A, das dritte Zahnrad 32C, die Zahnradwelle 32A und das zweite Zahnrad 32B und dann von dem ersten Zahnrad 31 auf den exzentrischen Abschnitt 15 der Steuerscheibe 14 übertragen. Da eine relativ hohe Toleranz beim Einstellen des Abstandes zwi­ schen dem dritten Zahnrad 32C und dem zweiten Zahnrad 32B, bei der Steifigkeit der Zahnradwelle 32A und dergleichen vorhanden ist, ist es einfach, Auswirkungen, wie z. B. ein Verdrehen der Wellen bei der Einstellung der exzentrischen Lage, zu vermei­ den, so daß der Antrieb des Ventils zu geeigneten Zeitpunkten durchgeführt werden kann.

Bei diesem variablen Ventiltrieb kann jeder Zylinder mit seiner eigenen Kupplung 13 für ungleichförmige Drehzahlen verse­ hen werden. Der Ventiltrieb kann deshalb bei allen Arten von Motoren, angeführt von verschiedenen Arten von Mehrzylinder­ reihenmotoren, wie z. B. Vierzylindermotoren, angewendet wer­ den.

Als nächstes wird anhand von Fig. 9 bis Fig. 11 eine Beschrei­ bung der zweiten Ausführungsform durchgeführt. Der variable Ventiltrieb gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Ausbildung einiger Teile der Kupplung 13 für ungleichförmige Drehzahlen, d. h. in dem Aufbau des Armabschnitts 20, der als Befestigungsabschnitt an dem Nocken 12 ausgebildet ist, dem Aufbau des Gleitabschnitts zwischen dem exzentrischen Abschnitt 15 und der Eingriffs­ scheibe 16, die als Zwischendrehungselement dient, etc., wie es in Fig. 9 bis Fig. 11 gezeigt ist. Der verbleibende Aufbau entspricht im wesentlichen dem der ersten Ausführungsform, so daß eine Beschreibung sich auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform konzentriert.

Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, ist eine Seitenwand 16C der Ein­ griffsscheibe (Zwischendrehungselement) 16 dem Armabschnitt (Befestigungsabschnitt) 20 des Nockens 12 zugewandt. Die Stirnfläche (Flanschabschnitt) 20A des Armabschnitts 20 des Nockens 12 steht in Kontakt mit einer Seitenwand der Ein­ griffsscheibe (Zwischendrehungselement) 16. Bei dem Ventil­ trieb dieser Ausführungsform ist die Stirnfläche 20A des Arm­ abschnitts 20 so angeordnet, daß sie sich zu einem Bereich einer Phasendifferenz von ungefähr 90° oder mehr bezüglich der Gleitnut (zweiter Nutabschnitt) 16B erstreckt, die in der Eingriffsscheibe 16 ausgebildet ist. Dieser sich erstreckende Abschnitt ist so weit wie möglich außerhalb von der Mittelach­ se angeordnet. Er ist so ausgelegt, daß eine Seitenwand der Eingriffsscheibe 16 ebenfalls die sich so erstreckende Stirn­ fläche (Flanschabschnitt) 20A des Armabschnitts berührt.

Aufgrund dieser Konstruktion wird die Eingriffsscheibe 16 an den Abschnitten der Stirnfläche 20A des Armabschnitts in Kon­ takt mit der Seite des Nockens gebracht, wobei die Abschnitte Bereichen entsprechen, die durch Netzschraffierung in Fig. 10 gezeigt sind, d. h. an Kontaktabschnitten (Stirnflächen des Armabschnitts) 20A, die an Stellen P1 auf gegenüberliegenden Seiten einer Mittelachse der Eingriffsscheibe 16 so angeordnet sind, daß sie sich im wesentlichen im rechten Winkel bezüglich einer Linie erstrecken, die die zwei Gleitnuten (den ersten und den zweiten Nutabschnitt) 16A, 16B verbindet, die so an­ geordnet sind, daß sich die Mittelachse der Eingriffsscheibe 16 zwischen ihnen befindet. Hierdurch wird verhindert, daß sich die Eingriffsscheibe in Richtung ihrer Achsabweichung neigt (verkippt).

Bei dieser Ausführungsform sind die Gleitelemente 17, 18 inte­ gral mit den Stiftelementen 23, 24 ausgebildet, die als erstes Stiftelement bzw. als zweites Stiftelement dienen.

Der Nocken 12 ist außerdem an seinem hinteren Ende mit einer wellenförmigen Scheibe 36 versehen, um die Kontaktkraft der Stirnfläche 20A des Armabschnitts auf die eine Seitenwand der Eingriffsscheibe 16 zu erhöhen, so daß eine ausreichende Bela­ stung zur Verhinderung eines Verkippens der Eingriffsscheibe 16 sichergestellt werden kann.

Da die wesentlichen Abschnitte der Stirnfläche 20A des Armab­ schnitts (siehe die netzschraffierten Bereiche P1 in Fig. 10), die besonders effektiv zur Verhinderung des Verkippens der Eingriffsscheibe 16 dienen, so weit wie möglich außerhalb der Mittelachse angeordnet sind, wird die ein Verkippen verhin­ dernde Belastung der wellenförmigen Scheibe 36 äußerst effek­ tiv aufgebracht. Es ist deshalb möglich, eine wellenförmige Scheibe 36 mit relativ geringer Federkraft zu verwenden, d. h. es kann eine kleine verwendet werden.

Wie oben erwähnt wurde, drehen sich die Eingriffsscheibe 16 und der Nocken 12, während zwischen ihnen eine geringe Phasenabweichung ihrer Exzentrizität entsprechend erzeugt wird, so daß die Kontaktabschnitte der Eingriffsscheibe 16 und der Stirnfläche 20A des Armabschnitts etwas gegeneinander gleiten. Wenn auf diese Abschnitte ein Schmieröl (Motoröl) aufgebracht wird, kann ein leichtgängiges Gleiten sichergestellt werden.

Wie bei der ersten Ausführungsform befinden sich bei dieser Ausführungsform die Belastungspunkte M₁, M₂ innerhalb der Ein­ griffsscheibe 16, so daß wie bei der ersten Ausführungsform ein Verkippen der Eingriffsscheibe 16 verhindert wird. Die Berührung der Stirnfläche 20A des Armabschnitts mit einer Sei­ tenwand der Eingriffsscheibe wirkt sich zusätzlich auf eine Verhinderung der Verkippung der Eingriffsscheibe 16 aus, wo­ durch die Verkippung der Eingriffsscheibe 16 noch besser ver­ hindert wird. Ein Verkippen der Eingriffsscheibe 16 kann je­ doch auch nur durch einen Aufbau verhindert werden, bei dem die Stirnfläche 20A des Armabschnitts stützend in Kontakt mit der einen Seitenwand der Eingriffsscheibe 16 gehalten wird.

Bei dieser Ausführungsform ist zusätzlich ein Lager 37 an ei­ nem Gleitabschnitt zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15 vorgesehen, d. h. zwischen dem Au­ ßenumfang des exzentrischen Abschnitts 15 und dem Innenumfang der Eingriffsscheibe 16. Hier wird ein Nadellager verwendet, das so dazwischen angeordnet werden kann, daß die Vergrößerung der Außenabmessung gering ist. Als Lager 37 kann jedoch nicht nur ein Nadellager verwendet werden, es können verschiedenar­ tige Lager eingesetzt werden.

Wenn ein solcher Gleitabschnitt zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15 als "reines Gleitlager" ausgebildet ist, entwickelt sich eine große Reibung zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15, insbesondere aufgrund der Viskosität des Schmieröls zum Zeit­ punkt des Motorstarts. Durch das Lager 37 wird die Reibung zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Ab­ schnitt 15 wesentlich reduziert, so daß eine Drehkraftübertragung über die Eingriffsscheibe 16 und eine Phaseneinstellung leichtgängig durchgeführt werden kann und darüber hinaus das Startverhalten des Motors verbessert werden kann. Anders ge­ sagt, kann die auf einen Starter oder auf eine Betätigungsein­ richtung beim Start oder bei der Einstellung einer exzentri­ schen Lage aufzubringende Belastung deutlich reduziert werden, so daß ein Starter oder eine Betätigungseinrichtung verwendet werden können, die eine geringe Leistung und Größe haben.

Es ist außerdem möglich, ein Lager, wie z. B. ein Nadellager, an dem Gleitabschnitt zwischen dem exzentrischen Abschnitt 15 und der Nockenwelle 11 anzuordnen, oder ein solches Lager nicht nur an dem Gleitabschnitt zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15, sondern auch an dem Gleitabschnitt zwischen dem exzentrischen Abschnitt 15 und der Nockenwelle 11 anzuordnen. Die Anordnung der Lager an beiden Gleitabschnitten führt jedoch zu einer Vergrößerung der Außen­ kontur an den Gleitabschnitten, und daher zu einer Vergröße­ rung des Systems und einer Verringerung der Montagefähigkeit des Systems. Wenn diese Tatsache ein Problem darstellt, ist es erwünscht, ein Lager nur an einem der Gleitabschnitte anzuord­ nen.

Wenn ein solches Lager nur an einem der Gleitabschnitte ange­ ordnet wird, wie es oben beschrieben wurde, ist es bevorzugt, es an dem Gleitabschnitt zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15 anzubringen, wobei der Gleit­ abschnitt einen größeren Durchmesser hat als der zwischen der Nockenwelle und dem exzentrischen Abschnitt 15, so dass die Lagerwirkungen wirksamer ausgenützt werden können.

Die Bezugszeichen 7A, 11A, 11B in Fig. 8 bis Fig. 11 zeigen Ölleitungen für eine Zuführung von Schmieröl (Motoröl) zu den entsprechenden Gleitabschnitten.

Da diese Ausführungsform wie oben beschrieben ausgebildet ist, wirkt die Kupplung für ungleichförmige Drehzahlen im wesentlichen genauso wie die bei der ersten und zweiten Ausführungs­ form, so daß die Öffnungs- und Schließzeitpunkte, die Öff­ nungsdauer und dergleichen des Ventils dem Betriebszustand des Motors entsprechend eingestellt werden können. Zusätzlich gibt es andere spezielle Funktionen, Wirkungen und Vorteile, die nachstehend beschrieben werden.

Da die eine Seitenwand der Eingriffsscheibe 16 in Kontakt mit der Stirnfläche 20A des Armabschnitts gehalten wird, kann eine Neigung (Verkippung) der Eingriffsscheibe 16 in Richtung ihrer Achsabweichung, wie sie in Fig. 13 gezeigt ist, verhindert werden. Die Eingriffsscheibe 16 kann deshalb leichtgängig wir­ ken, wobei der Betrieb des obenbeschriebenen Ventiltriebes auf wirkungsvolle Weise sichergestellt wird.

Es sind insbesondere die wesentlichen Abschnitte (siehe die netzschraffierten Bereiche P1 in Fig. 10) der Stirnfläche 20A des Armabschnitts, die besonders effektiv ein Verkippen der Eingriffsscheibe 16 verhindern, so weit wie möglich außerhalb der Mittelachse angeordnet. Ein Verkippen der Eingriffsscheibe 16 wird deshalb äußerst effektiv verhindert. Aufgrund der ein Verkippen verhindernden Belastung, die durch die wellenförmige Scheibe 36 aufgebracht wird, übt die Stirnfläche 20A des Arm­ abschnitts ihre Wirkungen für die Verhinderung des Verkippens der Eingriffsscheibe 16 sicher aus. Es sind insbesondere die wesentlichen Abschnitte der Stirnfläche 20A des Armabschnitts so weit wie möglich außerhalb der Mittelachse angeordnet, so daß die ein Verkippen verhindernde Belastung durch die wellen­ förmige Scheibe 36 äußerst effektiv aufgebracht werden kann. Bei dem obenbeschriebenen Ventiltrieb kann deshalb eine wel­ lenförmige Scheibe 36 mit geringerer Federkraft, d. h. geringe­ rer Größe, verwendet werden.

Wenn ein Verkippen der Eingriffsscheibe 16 auf die obenbe­ schriebene Weise verhindert wird, hat dies darüber hinaus die Auswirkung, daß auch bei Verwendung eines Nadellagers ein Nachteil wie ein Schieflauf nicht stattfindet.

Bei der ersten Ausführungsform befinden sich die Belastungs­ punkte M₁, M₂ innerhalb der Eingriffsscheibe 16, so daß dieses Merkmal zusammen mit dem bei dieser Ausführungsform speziellen Merkmal, daß die Stirnfläche 20A des Armabschnitts stützend in Kontakt mit der einen Seitenwand der Eingriffsscheibe 16 ge­ halten wird, die die ein Kippen der Eingriffsscheibe 16 ver­ hindernden Wirkungen noch mehr sicherstellt.

Außerdem ist das Lager 37 an dem Gleitabschnitt zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15 ange­ ordnet, so daß die Reibung zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15 beträchtlich verringert wird. Eine Übertragung einer Drehkraft über die Eingriffs­ scheibe 16 und eine Phaseneinstellung kann deshalb leichtgän­ giger durchgeführt werden. Besonders zum Zeitpunkt des Star­ tens kann eine große Reibung zwischen der Eingriffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15 insbesondere aufgrund des Viskosität des Schmieröls zum Zeitpunkt des Startens des Mo­ tors auftreten. Da eine solche Reibung in einem solchen Fall wesentlich reudziert wird, kann das Startverhalten des Motors außerdem verbessert werden.

Da das Lager, wie z. B. ein Nadellager, nur zwischen der Ein­ griffsscheibe 16 und dem exzentrischen Abschnitt 15 angeordnet ist, besteht ein weiterer Vorteil darin, daß die Wahrschein­ lichkeit, daß die Außenkontur dort größer wird, verringert wird, was zu einer Vergrößerung und zu einer verringerten Mon­ tagefähigkeit des Systems, zu einer erhöhten Anzahl von Tei­ len, Komponenten und dergleichen, erhöhten Kosten und derglei­ chen führen würde.

Es ist unnötig zu erwähnen, daß es möglich ist, einen varia­ blen Ventiltrieb durch einzelne Verwendung der wesentlichen Merkmale der jeweiligen obenbeschriebenen Ausführungsformen zu konstruieren, insbesondere der Festsetzung der Positionen der Belastungspunkte M₁, M₂, der Ausbildung des Endabschnitts 20A des Armabschnitts, der Anordnung des Lagers 37 und dergleichen oder, falls notwendig, durch Kombination dieser Merkmale.

Die Aufnahme aller obenerwähnten Merkmale ist besonders im Hinblick auf die Verbesserung des Startverhaltens des Motors am wirkungsvollsten.

Bei den einzelnen Ausführungsformen wird der Ventilantrieb zwischen dem Ventilschaft und dem Nockenabschnitt auf ver­ schiedene Arten durchgeführt. Der erfindungsgemäße variable Ventiltrieb sollte nichts beschränken oder sollte nicht auf irgendeine Weise bezüglich der Art eines solchen Ventilan­ triebs beschränkt werden, und ist bei verschiedenen Arten von Ventilantrieben anwendbar.

Die Verwendung der vorliegenden Anmeldung bei einem Verbren­ nungsmotor kann die Zeitpunkte zum Öffnen und Schließen eines Ventils und seine Öffnungsdauer dem Betriebszustand des Motors entsprechend anpassen, wodurch es möglich ist, gleichzeitig gegenseitig widersprüchliche Anforderungen zu erfüllen, wie z. B. eine Erhöhung der Leistung des Motors und eine Verbesse­ rung des Kraftstoffverbrauchs des Motors. Die Anwendung dieser Erfindung bei einem Motor für ein Kraftfahrzeug kann die Lei­ stung des Kraftfahrzeugs, d. h. sowohl die Motorausgangslei­ stung als auch seine wirtschaftliche Leistung, verbessern. Es ist klar, daß die Erfindung auch in anderen Gebieten als bei Kraftfahrzeugen verwendet werden kann und ebenfalls den Vor­ teil mit sich bringen kann, daß sowohl eine Verbesserung der Motorausgangsleistung als auch eine Verbesserung der wirt­ schaftlichen Leistung erreicht werden kann. Die Erfindung wird daher als äußerst nützlich betrachtet.

Claims (6)

1. Variabler Ventiltrieb mit
einer Nockenwelle (11), die von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors in Drehung versetzt wird,
einem auf dem Außenumfang der Nockenwelle (11) drehbar angeordneten exzentrischen Element (14), das einen bezüglich der Nockenwelle (11) exzentri­ schen Ringabschnitt (15) aufweist,
einem um den Außenumfang des exzentrischen Ringab­ schnitts (15) drehbar auf dem exzentrischen Ringsb­ schnitt (15) gelagerten Zwischendrehungselement (16), in dem ein erster Nutabschnitt (16A) und ein zweiter Nutabschnitt (16B) ausgebildet sind, die sich in Radialrichtungen erstrecken,
einem Nocken (12) mit einem Nockenabschnitt (6) für ein Öffnen und Schließen eines Ventils (2), das eine Ansaugluftzufuhrdauer oder eine Auslaßgasab­ fuhrdauer der Verbrennungskammer des Verbren­ nungsmotors reguliert, wobei der Nocken (12) kon­ zentrisch zur Nockenwelle (11) und relativ zur Nockenwelle (11) drehbar angeordnet ist,
einem ersten Stiftelement (17, 23), das gleitend verschiebbar an seinem einen Ende in den ersten Nutabschnitt (16A) eingesetzt ist und an seinem entgegengesetzten Ende mit der Nockenwelle (11) so verbunden ist, daß eine Drehung der Nockenwelle (11) auf das Zwischendrehungselement (16) übertra­ gen wird,
einem zweiten Stiftelement (18, 24), das gleitend verschiebbar mit seinem einen Ende in den zweiten Nutabschnitt (16B) eingesetzt ist und mit seinem entgegengesetzten Ende mit dem Nocken (12) so ver­ bunden ist, daß eine Drehung des Zwischendrehungs­ elements (16) auf den Nocken (12) übertragen wird,
und
einer Einstelleinrichtung (30) für eine exzentri­ sche Lage für eine Drehung des exzentrischen Ele­ ments (14) entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors, so daß die exzentrische Lage des exzentrischen Ringabschnitts (15) eingestellt wird,
wobei sowohl ein erster Belastungspunkt (M1) für die Übertragung der Drehkraft des Verbrennungsmo­ tors von der Nockenwelle (11) auf das Zwischendre­ hungselement (16) als auch ein zweiter Belastungs­ punkt (M2) für die Übertragung der Drehkraft von dem Zwischendrehungselement (16) radial innerhalb des Aussenumfangs des Zwischendrehungselementes (16) und innerhalb der axialen Länge des exzentri­ schen Abschnitts (15) des exzentrischen Elementes (14) angeordnet sind.

2. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Befestigungsabschnitt (20), der an einem Endabschnitt des Nockens (12) so angeordnet ist, daß sich der Befestigungsabschnitt entlang der Drehachse der Nockenwelle (11) in Richtung des exzentrischen Elementes erstreckt, und
ein Armelement (19), das innerhalb eines anderen Rau­ mes als der Befestigungsabschnitt (20) zwischen dem Nocken (12) und dem exzentrischen Element (15) ange­ ordnet ist, wobei das Armelement integral mit der Nockenwelle (11) ist und sich in Radialrichtung der Nockenwelle (11) erstreckt,
wobei das entgegengesetzte Ende des ersten Stiftele­ ments (17, 23) drehbar mit dem Armelement (19) ver­ bunden ist und das entgegengesetzte Ende des zweiten Stiftelements (18, 24) drehbar mit dem Befestigungsabschnitt (20) verbunden ist, und die Achsen der ersten und zweiten Stiftelemente (17, 23, 18, 24) parallel zur Drehachse verlaufen.

3. Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischendrehungselement (16) einem Endabschnitt des Nockens (12) zugewandt ist, und der Nocken (12) mit einem Kontaktabschnitt (20A) versehen ist, der in Kontakt mit einer Seitenwand (16C) des Zwischendrehungselements (16) gehalten wird, um ein Verkippen des Zwischendrehungselementes (16) in Richtung einer Achsabweichung zu verhindern.

4. Variabler Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lager (37) wenig­ stens zwischen dem exzentrischen Element (14) und dem Zwischendrehungselement (16) angeordnet ist.

5. Variabler Ventiltrieb mit
einer Nockenwelle (11), die von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors in Drehung versetzt wird,
einem exzentrischen Element (14), das einen exzen­ trischen Ringabschnitt (15) aufweist, der bezüglich der Nockenwelle (11) exzentrisch ist, und das auf dem Außenumfang der Nockenwelle (11) drehbar ange­ ordnet ist,
einem Zwischendrehungselement (16), das drehbar auf dem exzentrischen Ringabschnitt (15) gelagert ist,
einem Nocken (12) mit einem Nockenabschnitt (6) für ein Öffnen und Schließen eines Ventils (2), das eine Ansaugluftzufuhrdauer oder eine Auslaßgasab­ fuhrdauer der Verbrennungskammer des Verbren­ nungsmotors reguliert, wobei der Nocken konzen­ trisch zur Nockenwelle (11) und relativ zur Nockenwelle (11) drehbar angeordnet ist,
einem Kontaktteil (20A), der auf der Nockenwelle (11) oder dem Nocken (12) so angeordnet ist, daß er in Kontakt mit einer Seitenwand des Zwischendreh­ ungselementes (16) gehalten wird, um ein Verkippen des Zwischendrehungselementes (16) in Richtung ei­ ner Achsabweichung zu begrenzen,
einem ersten Stiftelement (17, 23), das in Radial­ richtung gleitend verschiebbar mit seinem einen Ende mit der Nockenwelle (11) oder dem Zwischendre­ hungselement (16) verbunden ist, und mit seinem entgegengesetzten Ende mit dem Zwischendreh­ ungselement (16) oder der Nockenwelle (11) verbun­ den ist, so daß eine Drehung der Nockenwelle auf das Zwischendrehungselement (16) übertragen wird,
einem zweiten Stiftelement (18, 24), das in Radial­ richtung gleitend verschiebbar mit seinem einen Ende mit dem Zwischendrehungselement (16) oder dem Nocken (12) verbunden ist und mit seinem entgegen­ gesetzen Ende mit dem Nocken (2) oder dem Zwischendrehungselement (16) verbunden ist, so daß eine Drehung des Zwischendrehungselementes (16) auf den Nocken (12) übertragen wird, und
einer Einstelleinrichtung (30) für eine exzentri­ sche Lage zur Drehung des exzentrischen Elementes (14) entsprechend einem Betriebszustand des Ver­ brennungsmotors, so daß die exzentrische Lage des exzentrischen Ringabschnitts (15) eingestellt wird,
wobei der Kontaktteil zwei diametral gegenüberliegen­ de Kontaktabschnitte (20A) aufweist, die auf einer Geraden angeordnet sind, die im wesentlichen senk­ recht zu einer Geraden durch die beiden Stiftelemente (23, 24) verläuft.

6. Variabler Ventiltrieb mit
einer Nockenwelle (11), die von einer Kurbelwelle ei­ nes Verbrennungsmotors in Drehung versetzt wird,
einem exzentrischen Element (14), das einen exzentri­ schen Ringabschnitt (15) aufweist, der bezüglich der Nockenwelle (11) exzentrisch ist, und das auf dem Au­ ßenumfang der Nockenwelle (11) drehbar angeordnet ist,
einem Zwischendrehungselement (16), das um den Aus­ senumfang des exzentrischen Ringabschnitts (15) dreh­ bar gelagert ist,
einem Nocken (12) mit einem Nockenabschnitt (6) für ein Öffnen und Schließen eines Ventilelements (2), das eine Ansaugluftzufuhrdauer oder eine Auslaßgasab­ fuhrdauer der Verbrennungskammer des Verbrennungsmo­ tors reguliert, wobei der Nocken konzentrisch zur Nockenwelle (11) und relativ zur Nockenwelle (11) drehbar angeordnet ist,
einem ersten Stiftelement (17, 23), das in Radial­ richtung gleitend verschiebbar mit seinem einen Ende mit der Nockenwelle (11) oder dem Zwischendrehungs­ element (16) verbunden ist und mit seinem entgegen­ gesetzten Ende mit dem Zwischendrehungselement (16) oder der Nockenwelle (11) verbunden ist, so daß eine Drehung der Nockenwelle (11) auf das Zwischendreh­ ungselement (16) übertragen wird,
einem zweiten Stiftelement (18, 24), das in Radial­ richtung gleitend verschiebbar mit seinem einen Ende mit dem Zwischendrehungselement (16) oder dem Nocken (12) verbunden ist und mit seinem entgegengesetzten Ende mit dem Nocken (2) oder dem Zwischendrehungsele­ ment (16) verbunden ist, so daß eine Drehung des Zwi­ schendrehungselements (16) auf den Nocken (12) über­ tragen wird,
einer Einstelleinrichtung (30) für eine exzentrische Lage zur Drehung des exzentrischen Elements (14) ent­ sprechend einem Betriebszustand der Verbrennungs­ kraftmaschine, so daß eine exzentrische Lage des ex­ zentrischen Ringabschnitts (15) eingestellt wird, und einem Lager (37), das zwischen dem exzentrischen Ele­ ment (14) und dem Zwischendrehungselement (16) und/­ oder zwischen der Nockenwelle (11) und dem exzentri­ schen Element (14) angeordnet ist,
wobei sowohl ein erster Belastungspunkt (M1) für die Übertragung der Drehkraft des Verbrennungsmotors von der Nockenwelle (11) auf das Zwischendrehungselement (16) als auch ein zweiter Belastungspunkt (M2) für die Übertragung der Drehkraft von dem Zwischen­ drehungselement (16) radial innerhalb des Aussenum­ fangs des Zwischendrehungselementes (16) und inner­ halb der axialen Länge des exzentrischen Abschnitts (15) des exzentrischen Elementes (14) angeordnet sind.