DE19929296A1

DE19929296A1 - Vorrichtung zum Variieren der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19929296A1
Application number: DE19929296A
Authority: DE
Inventors: Ivo Andreas Zolleis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2000-10-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Variieren der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine.

Die Steuerung des Ladungswechsels bei Brennkraftmaschinen erfolgt üblicherweise durch eine oder mehrere Nockenwellen, die das Öffnen und Schließen eines oder mehrere Ventile steuern. Die Auslegung des Nockenprofils stellt hierbei einen Kompromiß zwischen zwei konträren Anforderungen dar. Ein fülliger Drehmomentverlauf mit einem hohen Drehmoment bei niedrigen Motordrehzahlen erfordert eine relativ kurze Öffnungsdauer der Ventile mit einem frühen Einlaßschluß. Eine hohe Endleistung, d. h. ein hohes Motordrehmoment bei hohen Drehzahlen erfordert eine lange Öffnungsdauer mit einem späten Einlaßschluß. Zudem sind im Hinblick auf Abgasvorschriften und Klopffestigkeit je nach Betriebszustand unterschiedlich große Überschneidungsflächen erwünscht.

Ein bei derzeitigen Serienfahrzeugen bereits eingesetzter Lösungsweg, diesen sich widersprechenden Anforderungen wenigstens teilweise gerecht zu werden, besteht darin eine Nockenwellendrehvorrichtung vorzusehen. Hierdurch wird mindestens eine Nockenwelle, meistens die Einlaßnockenwelle, in Abhängigkeit von Last- und Drehzahl bezüglich ihrer Stellung zur Kurbelwelle verdreht. Entsprechend dieser Verdrehung ändern sich die Überschneidungsfläche und das Einlaßende. Diese Lösung weißt jedoch den Nachteil auf, daß Überschneidungsfläche und Einlaßende miteinander gekoppelt sind, da die Öffnungsdauer der Ventile nicht verändert werden kann.

Eine weitergehend technische Lösung besteht darin, eine variable Öffnungsdauer der Ventile vorzusehen. Hierzu ist eine Steuerung vorgeschlagen worden, die im folgenden anhand der Fig. 7A erläutert werden soll. Das Patent DE 44 13 406 A1 beschreibt einen Nockenwellenantrieb der ein erstes Antriebselement (51, 53) aufweist, das sich synchron mit der Kurbelwelle dreht, ein zweites Antriebselement (52, 58), das sich synchron mit der Nockenwelle dreht, sowie ein Zwischenglied. (60), das der Kraftübertragung von dem ersten Antriebselement (51, 53) auf das zweite Antriebselement (52, 58) dient, wobei das Zwischenglied (60) bewegbar ist zur Beeinflussung der Bewegungsübertragung von dem ersten Antriebselement (51, 53) auf das zweite Antriebselement (52, 58). Die Bewegung des Zwischenglieds (60) kann innerhalb einer Ebene hinsichtlich Richtung und Betrag frei gewählt werden, wodurch eine Veränderung der Öffnungsdauer der Ventile und der Punkt des maximalen Ventilhubs in Relation zum oberen Totpunkt des Kolbens verändert werden kann.

Wie in der Fig. 7B-7D dargestellt, ist unabhängig davon, ob diese Ventilsteuerung mit einer Veränderung der Spreizung ausgestattet ist, bauartbedingt durch die Ausnutzung der Exzentrizität, nur eine cosinoidiale Koppelung mit der Nockenerhebungskurve gegeben und somit nur eine mit der Cosinusfunktion gekoppelte Verstellung der Ventilerhebungskurve möglich. Als Folge der Cosinusfunktion ergibt sich bei Verstellung sowohl eine Abweichung von der theoretisch idealen Ventilbeschleunigung wie auch eine auf maximal 180 Nockenwellengrade beschränkte Veränderung der Ventilöffnungsdauer. Auch eine Umrüstung vorhandener Motore ist durch den notwendigen Einbau in den Zylinderkopf schwierig.

Ferner ist bekannt, daß durch Ansteuerung der Nockenwelle durch Koppelung eines exzentrisch gelagerten Zahnradpaares, bei dem der Ort des maximalen Radius des Antriebszahnrades um 180° versetzt zu dem Ort des maximalen Radius des Abtriebszahnrades ist, sich eine Verzögerung (wiederum durch Ausnutzung der Exzentrizität und damit als Cosinusfunktion mit oben genannten Nachteilen) der Nockenwelle während der Ventilöffnungszeit, und damit eine Reduzierung der zur Überwindung der Ventilfederhärte benötigten Kraft, jedoch keine Variierung der Ventilöffnungszeit gewinnen läßt (U.S. Patent 5,199,393). Durch eine variable, dadurch dem Betriebszustand des Motors genauer angepaßte Verzögerung der Nockenwelle läßt sich eine weitere Reduzierung- der zur Überwindung der Ventilfederhärte benötigten Kraft erreichen.

Weiter ist bekannt, daß die zur Regulierung der benötigten Leistung bisher unabdingbaren Drosselklappe einen Strömungswiderstand im Einlaßtrakt, und somit eine Verminderung des Wirkungsgrades des Motors darstellt, theoretisch zumindest für einen Teilbereich der Lastzustände des Motors durch eine weit genug regulierbare Ventilsteuerung ersetzt werden kann.

Ferner ist bekannt, daß je nach Art der Ventilansteuerung eine Elastizität in derselbigen existiert, die so hoch sein kann, daß eine bestimmte Drehzahl nicht überschritten werden kann. Durch eine rein cosinoidiale Nockenwellenverstellung ist es nicht ausreichend möglich diese Elastizität zu kompensieren.

Zudem würde ein zusätzlich variabler Ventilhub die Möglichkeit bieten die Ventilbeschleunigungskraft passend zum Ventilhub zu regulieren und somit eine nochmalige Reduzierung der zur Überwindung der Ventilfederhärte benötigten Kraft passend zur Ventilöffnungsdauer zu gewinnen.

Um zukünftigen Anforderungen bezüglich Leistung, Drehmomentverlauf, Abgasemission und letztlich auch Kraftstoffverbrauch gerecht zu werden, ist es für richtungsweisende Motorkonstruktionen oder bei Umrüstung vorhandener. Motore eine Notwendigkeit die Steuerzeiten den jeweiligen Betriebszuständen genauer anpassen zu können. Ferner wird es bei schon vorhandenen bzw. schon verbauten Motoren oft unumgänglich sein eine Baueinheit, die die genauere Anpassung der Steuerzeiten an die jeweiligen Betriebszustände ermöglicht nachzurüsten, um zukünftige Gesetzesvorschriften mit ihren strengeren Abgasemissionsgrenzwerten einhalten zu können. Diese notwendige Nachrüstung vorhandener Motore ist zur Zeit nach dem Stand der Technik auf einfache Weise nicht möglich.

Die Notwendigkeit, eine genauere Anpassung der Steuerzeiten an die Drehzahl und/oder den Lastzustand betrifft alle Arten von Gaswechselsteuerungselemente und nicht nur Ventile als gängige Elemente zur Steuerung des Gaswechsels. Diese anhand von Ventilen gezeigte Notwendigkeit ist somit analog auch auf verschiedene Arten von Schiebern zu übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Steuerung der Gaswechselsteuerungselemente zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 wird eine Vorrichtung (z. B.: Nockenwelle mit Kipphebel) die mindestens ein Gaswechselsteuerungselement betätigt folgendermaßen angetrieben: Ein Paar von Rädern (z. B.: Zahnräder, Kettenzahnräder, Zahnriemenräder) das über eine bestimmte jeweils gleiche Anzahl von Umdrehungen gesehen (oder bei oszillierender Bewegung analog markierende Teilumdrehung) eine gleichbleibende Durchschnittsübersetzung hat, aber mindestens ein Rad aufweist das einen zumindest über einen Teil des Umfangs sich zur Phasenlage ändernden Momentanradius hat und damit als Radpaarung eine sich zumindest teilweise ändernde Momentanübersetzung aufweist, ist mit einer zweiten Radpaarung, die über eine bestimmte jeweils gleiche Anzahl von Umdrehungen gesehen (oder bei oszillierender Bewegung analog markierende Teilumdrehung) eine gleichbleibende Durchschnittsübersetzung hat, aber mindestens ein Rad aufweist das einen zumindest über einen Teil des Umfangs sich zur Phasenlage ändernden Momentanradius hat und damit als Radpaarung eine sich zumindest teilweise ändernde Momentanübersetzung aufweist, so gekoppelt, daß durch Verstellen der relativen Phasenlagen der beiden Radpaarungen zueinander die resultierende momentane Gesamtübersetzung für den gewünschten Öffnungsbereich der Gaswechselsteuerungselemente (gewöhnlicherweise Ventile) verstellt werden kann. Von der Drehbewegung des Motors synchron durch einen kinematisch bestimmten (Bewegungs-)Ablauf (meist Drehung mit bestimmten Übersetzungsverhältnis) angetrieben ergibt sich somit die Möglichkeit die Öffnungsdauer der Gaswechselsteuerungselemente sowie, je nach Ausführung auch die Spreizung, abhängig von Drehzahl und/oder Last einzustellen. Bei Verwendung von Gaswechselsteuerungselementen die eine Hubbewegung vollführen (wie die üblicherweise verbauten Hubventile) und gleichzeitigen Einbau der Vorrichtung nach Umwandlung in eine oszillierende (und damit nichtdrehende) Bewegung ergibt sich die Möglichkeit auch den Hub der Ventile abhängig von Drehzahl und/oder Last einzustellen. Je nach Ausführung können Öffnungsdauer, Spreizung und gegebenenfalls Hub abhängig voneinander oder getrennt variiert werden. Die Winkelbeschleunigung eines Zahnradpaars kann auch in die Form einer Nocke oder Nockenwelle (und damit gewöhnlicherweise mit der Ventilerhebungskurve beziehungsweise der Ventilbeschleunigung) eingerechnet werden. Ferner ist es günstigerweise möglich die Erfindung so auszuführen, daß sie auch einfach bei schon verbauten Motoren nachzurüsten ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nun im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, wobei

Fig. 1 eine schematische und teilweise im Schnitt gehaltene Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines verwendeten Kettenrades mit einem sich ändernden Momentanradius ist,

Fig. 3a eine Darstellung der Momentanübersetzung zur Nockenwelle hin, in Abhängigkeit vom Drehwinkel ist,

Fig. 3b eine Darstellung der Ventilerhebungskurve eines speziell geformten Nockens bei gleichbleibender Drehzahl ist,

Fig. 3c eine Darstellung verschiedener Ventilerhebungskurven ist,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung ist,

Fig. 5 eine schematische Darstellung verschiedener Momentanübersetzungen mit ihren momentanen Gesamtübersetzungen ist,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung ist.

Wie in der Fig. 1 dargestellt, wird ein (Abtriebs-)Kettenrad (5) das einen zumindest über einen Teil des Umfangs sich zur Phasenlage ändernden Momentanradius hat und über einen Verstellmechanismus (hier das Verdrehelement 3) mit einer speziell geformten Nocke (10) verbunden ist, über eine Kette (Bauart abhängig von Motorenkonstruktion/Kette nicht gezeigt) und ein Kettenrad (4/nicht gezeigt) duch eine kinematisch bestimmt verbundene Kurbelwelle (die die Drehung der Brennkraftmaschine ausführt/nicht gezeigt) in Drehung versetzt. Ein oder mehrere Gaswechselsteuerungselemente (1/nicht gezeigt), wie hier heutzutage meist Hubventile, werden über eine Vorrichtung (2/nicht gezeigt) angetrieben, die die Bewegung passend zur Betätigung der Gaswechselsteuerungselemente umwandelt, wobei die Vorrichtung (2) hier die Nocke (10) beinhaltet und ferner bei Verwendung von Hubventilen als Gaswechselsteuerungselementen aus Schlepphebel, Tassenstössel oder Ähnlichem besteht. Bei Verwendung eines Antriebskettenrades (4) das einen zumindest über einen Teil des Umfangs sich zur Phasenlage ändernden Momentanradius hat, kann, muß aber nicht, das (Abtriebs-)Kettenrad (5) auch einen gleichbleibenden Radius aufweisen. Die Verbindung zur Kurbelwelle ist alternativ nicht nur durch einen Kettensatz, sondern auch durch einen Zahnradsatz der je nach Phasenlage eine sich zumindest teilweise ändernde Momentanübersetzung aufweist, einer Königswelle die (als Kegelradpaarung) je nach Phasenlage eine sich zumindest teilweise ändernde Momentanübersetzung aufweist oder einen Zahnriemensatz der je nach Phasenlage eine sich zumindest teilweise ändernde Momentanübersetzung aufweist, direkt oder indirekt zu bewerkstelligen. Die Verbindungen zwischen Kettenrad (5), Verstellmechanismus (3) und Nocke (10) müssen nicht direkt, sondern können auch indirekt (z. B.: Kettensatz, Zahnriemensatz, Zahnräder) erfolgen.

Durch Verwendung eines oder zweier einander angepaßter Kettenräder (wobei das Antriebskettenrad (4) synchron (und hier mit festem Übersetzungsverhältnis) von der Kurbelwelle angetrieben wird) die als Radpaarung je nach Phasenlage eine sich zumindest teilweise ändernde Momentanübersetzung aufweisen (Kettenrad zum Beispiel wie in Fig. 2 dargestellt) wird eine um eine Umdrehung der Nockenwelle gleichbleibende Gesamtübersetzung des Nockenwellenantriebs, jedoch für einen bestimmten Bereich (günstigerweise größer dem Bereich der Ventilerhebung) eine wechselnde Momentanübersetzung und damit eine Winkelbeschleunigung der Nocke erreicht (Hier idealisiert in Fig. 3a-B mit konstanter Winkelbeschleunigung dargestellt). Die Nocke ist so geformt (Ventilerhebungskurve Fig. 3b) und mit der Phasenlage des (Abtriebs-)Rades (5) gekoppelt, daß sie die Winkelbeschleunigung für den Bereich der Ventilerhebung soweit kompensiert, daß sich dadurch die gewünschte Ausgangsventilerhebungskurve (Fig. 3c-B, die similär einer konventionellen, mit konstanter Winkelgeschwindigkeit der Nocke ist) ergibt. Durch Verstellen des Verstellmechanismuses (3, hier ein Verdrehelement) läßt sich der Bereich der Ventilerhebung in Relation zum (Abtriebs-)Kettenrad (5), damit in einen anderen Phasenabschnitt und damit in einen anderen Momentanwinkelgeschwindigkeitsbereich verschieben (Fig. 3a-A bis Fig. 3a-C). Für den Bereich der Ventilerhebung läßt sich damit das Durchschnittsübersetzungsverhältnis stufenlos verändern, wodurch sich für die Ventilerhebungskurve eine stufenlose Weitung oder Verengung ergibt (Fig. 3c-A, Fig. 3c-C). Durch Verwendung von Rädern (4/5), die als Radpaarung über einen weiten Bereich (günstigerweise größer dem der Ventilerhebung) eine konstante Momentanwinkelbeschleunigung, die ungleich Null ist und damit eine gleichbleibende momentane Übersetzungsänderung aufweisen, ergibt sich eine besonders günstige prozentuale Verengung oder Weitung. Ferner läßt sich auch eine unerwünschte Elastizität (zuweilen im Ventiltrieb) durch eine zumeist in Versuchen ermittelte Abweichung von der theoretisch idealen Momentanübersetzung z. B. durch Einrechnen in die Nocke und/oder Radpaarung(-en) (6/7) zumindest teilweise kompensieren. Falls die Verstellung (hier durch einen Verdrehmechanismus) der Nocke für die Verbreiterung der Nockenerhebungskurve nicht mit der meist ohnehin gewünschten Verstellung des Punktes der höchsten Ventilerhebung (in Relation zum oberen Zündtotpunkt) übereinstimmt, oder falls aus anderen Gründen nicht erwünscht, läßt sich die Verschiebung des Punktes der höchsten Ventilerhebung und damit auch gegebenenfalls die veränderte Spreizung durch Antrieb der Kette über ein weiteres Verdrehelement (das vor dem Antriebsrad (4) der ersten Radpaarung (6) eingebaut wird) oder durch eine andersgeformte Verstelleinrichtung (z. B.: Verschieben eines Kettenspanners) kompensieren bzw. variieren. Auch läßt sich durch die Verwendung eines Kettenspanners bekannter Bauart oder eines der mit einem Rad, das einen sich zumindest teilweise ändernden Momentanradius aufweist ausgestattet ist und/oder der Verwendung mindestens zweier entsprechend aufeinander abgestimmt geformter Kettenräder mit sich ändernden Momentanradii unerwünschte Spannungsverluste oder Schwingungen der Kette verhindern. Auch können eines oder mehrere dieser Kettenräder an der Funktion der Vorrichtung zum Variieren der Steuerzeiten teilhaben. Analoge Einsatzmöglichkeiten sind auf analog geformte Zahnriemenspanner beziehungsweise Zahnriemenräder zu übertragen. Ein großer Vorteil nicht nur dieser, sondern aller Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung ist, daß die zur Variation der Ventilsteuerung genutzten (und im Gegensatz zu elliptischen oder exzentrisch gelagerten und dadurch spiegelsymmetrischen Rädern) Räder/eines Rades mit sich änderndem Momentanradius so geformt werden können, daß ein Verstellbereich (inklusive Öffnungszeit) des Nockens, durch die nicht notwendige Symmetrie bzw. vorhandene Asymmetrie, deutlich größer 180 Nockenwellengrade erreichbar ist. Für einen nach dem 4-Takt-Prinzip arbeitenden Motor entspricht dies im Allgemeinen einem Bereich deutlich länger einer ganzen Kurbelwellenumdrehung (360 Kurbelwellengrade). Dadurch läßt sich auch ein Verstellbereich der über Öffnung des Einlasses bis Schließung des Auslasses inklusive Verdrehbereich reicht und damit als Folgerung die Verwendung auch bei Ansteuerung einer Nockenwelle für Aus- und/oder Einlaß, selbst bei Hochleistungsmotoren mit ihren Öffnungszeiten länger der Zeitdauer von 360 Kurbelwellengrade ermöglichen. Ferner ist es durch die nicht notwendige Symmetrie möglich die Radpaarungen (6/7) oder/und Nocke(10)/Nockenwelle (11) so zu gestalten, daß nach der Betätigung des Verstellmechanismuses (3) (trotz Änderung der Öffnungszeiten/im oszillierenden Betrieb auch des Hubs) nahezu keine Abweichung von der theoretisch idealen Ventilbeschleunigung (beziehungsweise allgemein der Beschleunigung des/der Gaswechselsteuerungselemente(s)) stattfindet. Es ist nicht nur naheliegend die Vorrichtung bei einem Einzylinder oder Boxermotor einzusetzen, sondern analog zu obiger Überlegung durch den weit nutzbaren Drehbereich der Nockenwelle(-n) auch Einlaß-/Auslaßventile von zu verschiedenen Zeitpunkten zündenden Zylinder über die gleiche Vorrichtung zum Variieren der Steuerzeiten anzusteuern. Des weiteren ist in allen Ausführungsformen der Patentidee vorteilhafterweise auch ein Verstellmechanismus bekannter Bauart verwendbar, der in dieser eben beschriebenen Ausführungsform nicht nur mit der Nockenwelle indirekt verbunden sein kann, sondern auch an die Nockenwelle angeflanscht oder integriert sein kann. Diese Ausführungsform der Erfindung läßt sich auf Grund ihres einfachen Aufbaus und den vielfältigen Plazierungsmöglichkeiten der einzelnen Komponenten ohne tiefgreifende Veränderung des Motors einbauen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit ihren Eigenschaften ist wie folgt:
Durch Verwendung eines zweiten Zahnradpaares bzw. Kettenrades/Zahnriemenrades/Königs welle mit einen zumindest über einen Teil des Umfangs sich zur Phasenlage ändernden Momentanradius ist (dadurch, daß die wechselnde Momentanübersetzung und damit die Winkelbeschleunigung der weiteren Radpaarung (7) nicht in die Form der Nocke (10)/Nockenwelle (11) mit eingerechnet wird) eine schon verbaute, konventionell geformte Nockenwelle verwendbar und somit ein vorhandener, verbauter Motor ebenfalls auf einfache Weise, jedoch unter Verzicht auf Änderung der Vorrichtung (2) (Verzicht auf eine spezielle Nockenwelle/Änderung des Ventiltriebs mit Umwandlung in eine Hubbewegung) umrüstbar. Hier gezeigt anhand von Zahnrädern:
Fig. 4 zeigt ein auf einer ersten durch eine Kurbelwelle angetriebenen (und damit mit der Drehung der Brennkraftmaschine synchronisierten, kinematisch bestimmt bewegten) Drehachse einen Verstellmechanismus (hier ein Verdrehelement. (17)) bekannter Bauart, an dem ein Zahnrad (4) das einen zumindest über einen Teil des Umfangs sich zur Phasenlage ändernden Momentanradius hat angeordnet ist (und das hier eine Drehbewegung ausführt). Auf einer zweiten Drehachse ist ein dem Zahnrad auf der ersten Drehachse angepaßtes und somit ständig im Eingriff mit diesem stehendes zweites Zahnrad (5) angeordnet, das über die Welle und einem Verstellmechanismus (hier Verdrehelement) (3) ein drittes Zahnrad (8), das ebenfalls einen zumindest über einen Teil des Umfangs sich zur Phasenlage ändernden Momentanradius hat, antreibt. Auf einer dritten Drehachse ist ein dem dritten Zahnrad (8) angepaßtes und somit ständig im Eingriff mit diesem stehendes viertes Zahnrad (9) angeordnet, das die Nockenwelle (11) direkt oder indirekt antreibt. Die Vorrichtung (2) und Gaswechselsteuerungselemente (1) sind in der Zeichnung unvollständig beziehungsweise nicht gezeigt.

Wie in Fig. 5 dargestellt ergibt sich durch die Form der Zahnräder ein Zahnradpaar das über eine gewisse Anzahl von Umdrehungen (hier eine) eine gleichbleibende Gesamtübersetzung, jedoch abhängig von der Stellung der Zahnräder zueinander eine veränderliche Momentanübersetzung hat. (Hier mit teilweise konstanter Beschleunigung für die zwei verwendeten Zahnradpaare in Fig. 5-D und Fig. 5-E dargestellt). Wie in Fig. 5-G dargestellt können zwei Zahnradpaare, falls sie miteinander verbunden sind durch Überlagerung ihrer jeweiligen Momentanübersetzungen (hier 5-D und 5-E) die momentane Gesamtübersetzung bereichsweise (sinnvollerweise zumeist für den Bereich der Ventilerhebung) ausgleichen (5-G) und/oder durch Verschieben der Kurven stufenlos ändern (z. B. Kurve 5-H, erreicht durch Überlagerung vom ersten Zahnradpaar 5-D und dem durch Verschiebung von 5-E zu 5-F gewordenem zweiten Zahnradpaar). So läßt sich für die Nockenerhebungskurve (durch geeignetes Verstellen der Zahnradpaarungen zueinander und geeignetes Koppeln mit der Nockenwelle) eine stufenlose Verengung oder Weitung (similär zur Kurve 3c-A/3c-B/3c-C) erreichen. Bei Verwendung von Radpaarungen die über einen weiten Bereich (günstigerweise größer dem der Ventilerhebung) eine konstante Momentanwinkelbeschleunigung und damit eine gleichbleibende momentane Übersetzungsänderung aufweisen, die ungleich Null ist, ergibt sich eine besonders günstige prozentuale Verengung oder Weitung. Durch unabhängiges Verstellen des ersten Verdrehelementes (17) läßt sich, wie schon in Großserie praktiziert zusätzlich der Punkt der höchsten Ventilerhebung (in Relation zum ZOT) und damit, falls Ein- und Auslaß getrennt angesteuert werden, auch die Spreizung verstellen. Hier ist es jedoch auch im Gegensatz zur ersten Variante möglich nach dem Abtriebsrad (9) der weiteren Radpaarung (7) ein Verdrehelement einzubauen und durch dieses die Verschiebung des Punktes der höchsten Ventilerhebung in Relation zum oberen Zündtotpunkt zu erreichen. Ferner, besteht zum Beispiel bei Verwendung eines Stirnradantriebs zur Nocke hin die Möglichkeit die sich ändernde Momentanübersetzung einer oder beider Zahnradpaarungen auf mehrere Zahnräder zu verteilen und so fertigungs- /konstruktionstechnische Vorteile zu erreichen. Auch diese Variante der Patentidee ist nicht auf die Verwendung von Zahnrädern beschränkt. Es können analog Zahnriemenräder/Kettenräder/Königswelle etc. verwandt werden. Ferner kann unabhängig von der Ausführungsform der Patentidee oder der Verwendung von Zahn- /Ketten-/Zahnriemenrädern/(in seltenen Fällen auch Königswelle) eine der Radpaarungen durch mehrere Radpaarungen, gleicher Funktion wie die der zu ersetzenden Paarung, ersetzt werden. Wie bei allen Ausführungsformen der Patentidee kann bei Verwendung von Kette oder Zahnriemen anstatt eines Verdrehelementes (Verdrehung seiner Eingangswelle zu seiner Ausgangswelle) auch ein andersgeformtes Verstellelement (z. B. ein Verschieben der Kette/des Zahnriemens) je nach Einbaulage die gewünschte Verstellung der höchsten Ventilerhebung oder auch (als Verstellmechanismus (3)) der relativen Phasenlagen zueinander ausführen.

Analog lassen sich die Momentanübersetzungen zweier Zahnradpaare die eine gleichbleibende Gesamtübersetzung, jedoch abhängig von der Stellung der Zahnräder zueinander tine veränderliche Momentanübersetzung haben über ein Differentialgetriebe verbinden und damit wiederum die resultierende momentane Gesamtübersetzung verändern:
Wie in Fig. 6 dargestellt sitzen auf einer ersten von der Kurbelwelle direkt oder indirekt angetriebenen axial verschiebaren Welle (12) zwei schrägverzahnte Ritzel mit entgegengerichteten Schrägungswinkeln, wobei beide in Eingriff mit jeweils einem eigenen Zahnrad stehen (Das erste Ritzel (13) im Eingriff mit Zahnrad 15 und das zweite (14) im Eingriff mit Zahnrad 16). Diese Zahnräder (15 und 16) treiben jeweils (über eine eigene Welle oder unmittelbar verbunden) das Antriebsrad (4/8) eines Zahnradpaars das eine gleichbleibende Gesamtübersetzung, jedoch abhängig von der Stellung der Zahnräder zueinander eine veränderliche Momentanübersetzung, hat, an. Die Abtriebszahnräder (5 und 9) dieser Zahnradpaare sind an die zwei Eingangswellen (18/19) des Differentialgetriebes angeflanscht und treiben somit, unter Ausgleich der Winkelgeschwindigkeitsdifferenz der zwei Eingangswellen durch das Differential mit Hilfe eines Abtriebszahnrades (20) und eines mit der Nockenwelle verbundenen Zahnrades (nicht gezeigt) die Nockenwelle (11/nicht gezeigt) an. Durch axiales Verschieben der ersten Welle (12) läßt sich auf Grund der entgegengerichteten Schrägungswinkel (und damit verbundene Verdrehung der Antriebsräder (4/8) (und folglich der Abtriebsräder (5/9) beziehungsweise folglich der relativen Phasenlage der Radpaarungen zueinander) die Ventilöffnungszeit auch ohne Veränderung der Spreizung oder, falls die Ritzel verschieden große Schrägungswinkel aufweisen auch gleichzeitig, aber im Gegensatz zur vorher genannten Ausführungsform gekoppelt mit der Ventilöffnungszeit der Punkt der höchsten Ventilerhebung in Relation zum oberen Totpunkt des Kolbens verändern. Auch diese Bauart weißt den Vorteil auf, das auf einfache Weise, indem sie z. B. in den Kettenantrieb der Nockenwelle eingefügt wird, bereits verbaute Motore unter Beibehaltung der Nockenwelle nachgerüstet werden können. Auch hier läßt sich, anstatt eines Zahnradpaares, ein Paar von Kettenräder/Zahnriemenräder/Königswelle, das mindestens ein Rad beinhaltet, das einen zumindest über einen Teil des Umfangs sich zur Phasenlage ändernden Momentanradius aufweist, verwenden. Ferner läßt sich hier die Verschiebung der relativen Phasenlagen der Radpaarungen zueinander nicht nur durch eben gezeigte Verdrehung der Antriebsräder zueinander, sondern auch durch Einbau der Verdreheinheit zwischen Abtriebsrad einer Radpaarung und dem Differential erreichen. Diese Lösung hat allerdings den Nachteil (neben einem zusätzlich auftretendem Trägheitsmoment) weil auch der Punkt der höchsten Ventilerhebung verändert wird meist einen weiteren Verdrehmechanismus oder sonstige Verstellmechanik (z. B.: verschiebbarer Kettenspanner) zur Kompensation dieser Veränderung einbauen zu müssen. Dieser Verdrehmechanismus zur Verstellung des Punktes der höchsten Nockenerhebung in Relation zum ZOT kann vor dem Antriebsrad (4/5) einer der Radpaarungen (6/7) oder nach dem Differentialgetriebe eingebaut werden. Auch bei dieser, wie bei den anderen nichtoszillierenden Varianten (das Abtriebsrad (9) der weiteren Radpaarung (7) bzw. Nocke (10)/Nockenwelle (11), sowie (daraus folgernd) das Antriebsrad (4) der ersten Radpaarung (6) führen keine oszillierende Bewegung aus) der Patentidee läßt sich bei Verwendung von Radpaarungen (bzw. durch eine Nocke (10) oder Nockenwelle (11) ersetzen Radpaarung) die über einen weiten Bereich (günstigerweise größer dem der Ventilerhebung) eine konstante Momentanwinkelbeschleunigung und damit eine gleichbleibende momentane Übersetzungsänderung aufweisen, die ungleich Null ist, eine besonders günstige prozentuale Verengung oder Weitung der Gaswechselsteuerungselementöffnungskurve (zumeist die Ventilerhebungskurve) erreichen. Der Verdrehmechanismus zur Verstellung des Punktes der höchsten Nockenerhebung in Relation zum ZOT, wie auch der Verstellmechanismus (3) kann bei allen Varianten pneumatisch, hydraulisch, mechanisch oder elektrisch verstellt werden.

Als Besonderheit einer der oben beschriebenen Ausführungsformen läßt sich ferner bei Verwendung im oszillierenden Betrieb durch Einbau einer der oben beschriebenen Ausführungsformen, jedoch speziell für den oszillierenden Betrieb konstruiert, auch der Hub (im Allgemeinen der Ventilhub) des (mindestens translatorisch bewegten) Gaswechselsteuerungselementes variieren, indem eine der oben beschriebenen Ausführungsformen nach dem Bauteil (20/nicht gezeigt (z. B.: Nocke, je nach Ausführung mit Hebel)), das die oszillierende Bewegung erzeugt eingebaut wird und somit das Antriebsrad (4) der ersten Radpaarung (6) keine Dreh- sondern eine gegenüber der Drehung der Brennkraftmaschine bestimmten kinematischen Ablauf aufweisende, zeitlich abgestimmte (synchrone), oszillierende Bewegung ausführt. Auch kann die Winkelbeschleunigung der ersten Radpaarung (6) in das Bauteil (20) mit eingerechnet werden und so die Funktion der ersten Radpaarung (6) und des Bauteils (20) das die oszillierende Bewegung erzeugt in einem Bauteil/Baugruppe zusammengefaßt werden. Somit wird (bei Verwendung einer oszillierenden Nocke) durch Verstellen des Verstellmechanismuses (3) (und damit der relativen Phasenlagen zueinander) die Übersetzung zur (in der Vorrichtung (2) integrierte oder mit der weiteren Radpaarung (7) verrechnete) Nocke hin, damit als Folge der Umkehrpunkt der oszillierenden Bewegung in Relation zum Hub und folglich auch das Maximum des Ventilhubes (neben den Steuerzeiten) verändert. Durch Einbau einer der Ausführungsformen vor Umwandlung in eine oszillierende Bewegung werden lediglich die Steuerzeiten ohne Ventilhub geändert. Bei Verwendung anderer Gaswechselsteuerungselemente anstatt eines (Hub-)Ventils kann auch oft die oszillierende Nocke durch einen Kurbeltrieb ersetzt werden.

Eine besonders günstige Variation des Ventilhubes mit Hilfe einer oszillierenden Nocke läßt sich wie folgt erreichen: Ein Kurbeltrieb (Das Prinzip dieser Ventilsteuerung wird zur Vereinfachung anhand des Kurbeltriebes erklärt, analoge oszillierende Funktion erhält man durch Ersetzen des Kurbeltriebs durch eine (zweite) Nocke) wird mit fester Übersetzung (und damit kinematisch bestimmt) durch eine Drehbewegung vom Motor angetrieben. Der Kurbeltrieb treibt über einen Hebel mit Verstellmechanismus (hier Verdrehelement) eine Nocke an. Durch die Kinematik des Kurbeltriebs mit seiner sich pro Umdrehung ändernden (Hub-)Übersetzung zum Hebel und damit zur Nocke hin, führt die Nocke eine oszillierende Bewegung aus. Die Lauffläche der oszillierenden Nocke weist einen teilweise gleichen und einen teilweise sich ändernden Radius zur Lagerungsmitte und damit eine sich ändernde (Hub-)Übersetzung auf: Falls diese oszillierende Nocke mit dem Teil der Lauffläche mit konstantem Radius das Ventil berührt, führt das Ventil keine Hubbewegung aus. Bei Berührung des Ventils durch den Teil mit sich änderndem Radius, wird das Ventil bewegt und führt somit eine Öffnungs-/Schließbewegung aus. Durch Verdrehen/Verschieben der relativen Phasenlage der Nocke (hier des Übergangspunktes konstanter Radius/sich ändernder Radius) in Relation zur relativen Phasenlage des Kurbeltriebes wird die Überlagerung der zwei Momentanübersetzungen, folglich die momentane Gesamtübersetzung verändert und damit eine Änderung des Ventilhubes erreicht. Diese Art der Ventilsteuerung läßt sich auch einfach in Reihenmotoren verwirklichen.

Die Steuerung von Gaswechseln durch Hubventile ist die heutzutage am weitest verbreitete Variante im Motorenbau. Ferner ist es möglich als Gaswechselsteuerungselemente nicht Hubventile, sondern andersgeformte Gaswechselsteuerungselemente, zum Beispiel Schieber zu verwenden. Motoren mit Schieber und nicht Hubventile als Gaswechselsteuerungselement ist es möglich ihre Steuerzeiten in Relation zur Kurbelwelle analog zu allen eben anhand von Hubventilen erläuterten Variationen den jeweiligen Last- und Drehzahlzuständen anzupassen. Abhängig von der Bewegungsart des Schiebers (translatorisch, oszillierend oder rotatorisch) ist es jedoch bei einem rotatorisch betriebenen Schieber (z. B.: Walzendrehschieber, Plattendrehschieber) bedingt durch die rotatorische Bewegung nicht möglich die Winkelbeschleunigung mit der Nockenform (da diese keine Rotationsbewegung verursacht) zu verrechnen. Bei Schieber als Gaswechselsteuerungselemente ist es dafür praktikabel die Öffnungen für Ein- und Auslaß im Schieber so gestaltet, daß die Winkelbeschleunigung (der weiteren Radpaarung (7)) in der Form der Öffnungen mit eingerechnet ist und somit der Strömungswiderstand reduziert wird.

Durch die vielfältigen Variationsmöglichkeiten, eingeschlossen die vielfältigen Plazierungsmöglichkeiten der einzelnen Bauelemente, sowie der Einfachheit der Erfindung bietet es sich an, die Erfindung auch nachträglich sowohl bei schon vorhandenen Motorkonstruktionen wie auch bei schon verbauten Motoren nachzurüsten. Auch ist es durch die vielfältigen Variationsmöglichkeiten, eingeschlossen die vielfältigen Plazierungsmöglichkeiten der einzelnen Bauelemente, sowie der Einfachheit der Erfindung möglich eine oder mehrere Paarungen in den Zylinderkopf zu integrieren.

Ferner lassen sich wie folgt Bauelemente des Steuerungsantriebes (z. B.: Steuerkette/Zahn riemen/Zahnräder) geringer belasten oder/und kleiner/leichter bauen: Die Zeitdauer (beziehungsweise Zeitpunkt) der Verzögerung der Radpaarung(-en) (6/7) bzw. Nocke/Nockenwelle (10/11) läßt sich mit der Zeitdauer (beziehungsweise Zeitpunkt) der Betätigung der Gaswechselsteuerungselemente in der Weise kombinieren, daß die zur Betätigung der Gaswechselsteuerungselemente benötigte Kraft (bzw. Moment) durch das (negative) Beschleunigungsmoment der Radpaarung(-en) (6 und/oder 7) mit/ohne Nocke/Nockenwelle (10/11) zumindest teilweise aufgebracht wird.

Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele und Abwandlungen beschränkt, sondern kann geändert werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Vorrichtung zum Variieren der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine die folgende Merkmale aufweist:

- angetrieben durch eine mit der Drehung der Brennkraftmaschine synchronisierte Bewegung, die gegenüber der Drehung der Brennkraftmaschine einen bestimmten kinematischen Ablauf aufweist
- eine erste Radpaarung (6), mindestens bestehend aus einem Antriebs- (4) und Abtriebsrad (5), wobei sie je nach Phasenlage zumindest teilweise eine wechselnde Momentanübersetzung, jedoch über eine Umdrehung oder über eine jeweils gleiche Anzahl von Umdrehungen oder bei oszillierender Bewegung über eine analog markierende Teilumdrehung eine gleichbleibende feste Durchschnittsübersetzung aufweist
- eine weitere Radpaarung (7), mindestens bestehend aus einem Antriebs- (8) und Abtriebsrad (9), wobei sie je nach Phasenlage zumindest teilweise eine wechselnde Momentanübersetzung, jedoch über eine Umdrehung oder über eine jeweils gleiche Anzahl von Umdrehungen oder bei oszillierender Bewegung über eine analog markierende Teilumdrehung eine gleichbleibende feste Durchschnittsübersetzung aufweist
- mindestens ein Gaswechselsteuerungselement (1)
- eine Vorrichtung (2), die mindestens ein Gaswechselsteuerungselement (1) betätigt und durch die resultierende momentane Ausgangsdrehzahl angetrieben wird
- einen Verstellmechanismus (3), wobei die Radpaarungen (6/7) und der Verstellmechanismus (3) direkt oder indirekt miteinander verbunden sind, der durch Verstellen der relativen Phasenlage der Radpaarungen zueinander die resultierende momentane Gesamtübersetzung, damit die resultierende momentane Ausgangsdrehzahl und dadurch in Folge die Steuerzeiten der Brennkraftmaschine verändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Radpaarungen (6/7) aus Zahnrädern besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Radpaarungen (6/7) aus Kettenrädern mit Kette besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Radpaarungen (6/7) aus Zahnriemenrädern mit Zahnriemen besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der Radpaarungen (6/7) eine Königswelle beinhalten.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verstellmechanismus (3) das Abtriebsrad (5) der ersten Radpaarung (6) und das Abtriebsrad (9) der weiteren Radpaarung (7) direkt oder indirekt zueinander verstellt und ferner ein Differentialgetriebe das Abtriebsrad (5) der ersten Radpaarung mit dem Abtriebsrad (9) der weiteren Radpaarung verbindet und dadurch unter Funktion eines Ausgleichsgetriebes die Vorrichtung (2) antreibt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei der Verstellmechanismus (3) das Abtriebsrad (5) der ersten Radpaarung (6) mit dem Antriebsrad (8) der weiteren Radpaarung (7) direkt oder indirekt verbindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die weitere Radpaarung (7) durch eine in der Vorrichtung (2) enthaltene Nocke (10) oder Nockenwelle (11) ersetzt wird, die so geformt ist, daß die wechselnde Momentanübersetzung und damit die Winkelbeschleunigung der zu ersetzenden Radpaarung (7) in die Nockenform der Nocke (10) oder Nockenwelle (11) mit eingerechnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens für eine Radpaarung asymmetrische Räder verwandt werden.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die für die Variierung der Öffnungszeiten, mitsamt der Öffnungszeiten, aller durch die Vorrichtung (2) angesteuerten Gaswechselsteuerungselemente (1) benötigte Zeitdauer länger der Zeitdauer einer ganzen Umdrehung der Kurbelwelle ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest bei einer der Radpaarungen (6/7) die momentane Übersetzungsänderung zumindest über die Öffnungszeit des angesteuerten Gaswechselsteuerungselementes/der angesteuerten Gaswechselsteuerungselemente (1) konstant und ungleich Null ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine oder beide Radpaarungen (6/7) durch mehrere Radpaarungen, gleicher Funktion wie die der zu ersetzenden Paarung, ersetzt werden.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sie in einem Einzylindermotor eingesetzt wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, wobei sie in einem Motor mit nicht gleichzeitig zündenden Zylindern eingesetzt wird.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, wobei sie in einem Boxermotor eingesetzt wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei ein Kettenspanner der ein Rad mit sich änderndem Momentanradius aufweist Spannungsverluste oder Schwingungen der Kette minimiert oder verhindert.

17. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei mindestens zwei Kettenräder mit sich änderndem Momentanradius so aufeinander abgestimmt geformt sind, daß sie Spannungsverluste oder Schwingungen der Kette minimieren oder verhindern.

18. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei an ihrer Funktion ein oder mehrere Kettenräder mit sich änderndem Momentanradius teilhaben, die gleichzeitig Spannungsverluste oder Schwingungen der Kette minimieren oder verhindern.

19. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Zahnriemenspanner der ein Rad mit sich änderndem Momentanradius aufweist Spannungsverluste oder Schwingungen des Zahnriemens minimiert oder verhindert.

20. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei mindestens zwei Zahnriemenräder mit sich änderndem Momentanradius so aufeinander abgestimmt geformt sind, daß sie Spannungsverluste oder Schwingungen des Zahnriemens minimieren oder verhindern.

21. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei an ihrer Funktion ein oder mehrere Zahnriemenräder mit sich änderndem Momentanradius teilhaben, die gleichzeitig Spannungsverluste oder Schwingungen des Zahnriemens minimieren oder verhindern.

22. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei eine stufenlose prozentuale Verbreiterung oder Verengung der Ventilöffnungskurve bei Variierung des Verstellmechanismuses (3) stattfindet,
falls das Gaswechselsteuerungselement (1) ein Hubventil ist
und ferner sowohl bei den Radpaarungen (6/7), oder der Radpaarung (6) und der durch eine Nocke/Nockenwelle (10/11) ersetzten Radpaarung (7), die momentane Übersetzungsänderung zumindest über die Öffnungszeit des angesteuerten Ventils/der angesteuerten Ventile konstant und ungleich Null ist,
wie auch das Abtriebsrad (9) oder die Nocke/Nockenwelle (10/11) eine Drehbewegung ausführt.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-21, wobei sie nach einem Bauteil (20) das eine oszillierende Bewegung erzeugt eingebaut ist und somit keine mit der Drehung der Brennkraftmaschine synchronisierte Drehbewegung sondern eine oszillierende Bewegung ausführt, die gegenüber der Drehung der Brennkraftmaschine einen bestimmten kinematischen Ablauf aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei bei Verwendung eines Gaswechselsteuerungselementes (1) das mindestens eine translatorische Bewegung ausführt auch der Hub des Gaswechselsteuerungselementes (1) variiert wird.

25. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (2) mindestens eine Nocke (10) oder Nockenwelle (11) beinhaltet.

26. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gaswechselsteuerungselement (1) ein Tellerhubventil ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-25, wobei das Gaswechselsteuerungselement (1) ein Schieber ist.

28. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sie nachträglich in den Motor eingebaut wird.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, wobei sie in den Motor nachträglich unter Beibehaltung der vorhandenen Vorrichtung (2) eingebaut wird.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, wobei zusätzlich die in ihr existierende Elastizität in die Form einer oder mehrere Paarungen (6/7) zumindest teilweise mit eingerechnet wird.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25-28, wobei in die Form einer oder mehrerer Nocken (10)/Nockenwelle (11) zusätzlich die in ihr existierende Elastizität zumindest teilweise mit eingerechnet wird.

32. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Verstellmechanismus (3) zwischen den Antriebsrädern (4/8) der Radpaarungen (6/7) angebracht ist und damit das Abtriebsrad (5) der ersten Radpaarung (6) und das Abtriebsrad (9) der weiteren Radpaarung (7) zueinander verstellt.

33. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Verstellmechanismus (3) zwischen Abtriebsrad einer Radpaarung und dem Differential angebracht ist und damit das Abtriebsrad (5) der ersten Radpaarung (6) und das Abtriebsrad (9) der weiteren Radpaarung (7) zueinander verstellt.

34. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Verstellmechanismus (3) in die Nockenwelle integriert ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Verstellmechanismus (3) an die Nockenwelle angeflanscht ist.

36. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche wobei die Verstellung durch einen Verstellmechanismus (3) bekannter Bauart bewerkstelligt wird.

37. Vorrichtung nach Anspruch 6,
wobei der Verstellmechanismus (3) aus einer Achse (12) mit zwei fest verbundenen Ritzeln (13/14) die verschieden geschrägte Zahnradwinkel aufweisen und aus weiteren zwei Zahnrädern (15/16) besteht,
ferner die zwei Zahnräder (15/16) sowohl mit den mit der Achse (12) verbundenen Ritzeln (13/14) in Eingriff stehen, wie auch jeweils ein Antriebsrad (4/8) der beiden Radpaarungen (6/7) antreiben,
sowie die Verstellung durch Verschieben der Achse (12) bewerkstelligt wird.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37, wobei die Ritzel 13/14 verschieden große Schrägungswinkel aufweisen und dadurch bei Verwendung eines Tellerhubventils als Gaswechselsteuerungselement (1) und Verschieben der Achse (12) auch der Punkt der höchsten Ventilerhebung in Relation zum ZOT verändert wird.

39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-4, wobei bei Verwendung eines Tellerhubventils als Gaswechselsteuerungselement ein Verstellelement den Punkt der höchsten Ventilerhebung in Relation zum ZOT ändert.

40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-26, wobei bei Verwendung eines Tellerhubventils als Gaswechselsteuerungselement ein Verdrehelement bekannter Bauart den Punkt der höchsten Ventilerhebung in Relation zum ZOT ändert und vor dem Antriebsrad (4) der ersten Radpaarung (6) eingebaut ist.

41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei bei Verwendung eines Tellerhubventils als Gaswechselsteuerungselement ein Verdrehelement bekannter Bauart den Punkt der höchsten Ventilerhebung in Relation zum ZOT ändert und nach dem Differentialgetriebe eingebaut ist.

42. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei bei Verwendung eines Tellerhubventils als Gaswechselsteuerungselement ein Verdrehelement bekannter Bauart den Punkt der höchsten Ventilerhebung in Relation zum ZOT ändert und nach dem Abtriebsrad (9) der weiteren Radpaarung (7) eingebaut ist.

43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, wobei bei Verwendung eines Tellerhubventils als Gaswechselsteuerungselement ein Verdrehelement bekannter Bauart auch den Punkt der höchsten Ventilerhebung in Relation zum ZOT ändert und vor dem Antriebsrad (8) der zweiten Radpaarung (7) eingebaut ist.

44. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verstellmechanismus (3) pneumatisch verstellt wird.

45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-43, wobei der Verstellmechanismus (3) hydraulisch verstellt wird.

46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-43, wobei der Verstellmechanismus (3) mechanisch verstellt wird.

47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-43, wobei der Verstellmechanismus (3) elektrisch verstellt wird.

48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das zur Betätigung des Gaswechselsteuerungselementes (1) benötigte Moment zumindest teilweise durch das Beschleunigungsmoment der beiden miteinander kinematisch verbundenen Radpaarungen (6/7) aufgebracht wird.

49. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-47, wobei das zur Betätigung des Gaswechselsteuerungselementes (1) benötigte Moment zumindest teilweise durch das Beschleunigungsmoment der Nocke (10) oder Nockenwelle (11) und der mit ihr kinematisch verbundenen ersten Radpaarung (6) aufgebracht wird.

50. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das zur Betätigung des Gaswechselsteuerungselementes (1) benötigte Moment zumindest teilweise durch das Beschleunigungsmoment der miteinander kinematisch verbundenen Radpaarungen (6/7) und der Nocke (10)/Nockenwelle (11) aufgebracht wird.

51. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23-24, wobei die Winkelbeschleunigung der ersten Radpaarung (6) in das Bauteil (20), das die oszillierende Bewegung erzeugt mit eingerechnet wird.

52. Vorrichtung nach Anspruch 51, wobei das Bauteil (20) eine Nocke beinhaltet.

53. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine oder mehrere der Paarungen (6/7) in den Zylinderkopf integriert sind.

54. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-22, wobei das Antriebsrad (4) der ersten Radpaarung (6) eine Drehbewegung ausführt.

55. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei bei Verwendung einer Nocke/Nockenwelle (10/11), sowie einer/mehrerer Hubventile (1) die Verstellung der Nocke/Nockenwelle für die Verbreiterung der Nockenerhebungskurve mit der Verstellung des Punktes der höchsten Ventilerhebung, in Relation zum oberen Zündtotpunkt, gekoppelt ist.

56. Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei die Öffnungen für Ein- und Auslaß im Schieber so gestaltet sind, daß die Winkelbeschleunigung der weiteren Radpaarung (7) in der Form der Öffnungen mit eingerechnet ist und somit unter Verzicht der weiteren Radpaarung (7) der Strömungswiderstand reduziert wird.

57. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-26, wobei nach der Betätigung des Verstellmechanismuses (3) nahezu keine Abweichung von der theoretisch idealen Ventilbeschleunigung stattfindet.

58. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-36, wobei der Verstellmechanismus (3) als Verdrehelement eine Verdrehung seiner Eingangswelle zu seiner Ausgangswelle bewerkstelligt.

59. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Verstellmechanismus (3) durch Verschieben der Kette die Verstellung der relativen Phasenlagen der zwei Radpaarungen (6/7) bewerkstelligt.

60. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Verstellmechanismus (3) durch Verschieben des Zahnriemens die Verstellung der relativen Phasenlagen der zwei Radpaarungen (6/7) bewerkstelligt.

61. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach der Betätigung des Verstellmechanismuses (3) nahezu keine Abweichung von der theoretisch idealen Beschleunigung der/des Gaswechselsteuerungselemente(s) stattfindet.