DE2029911A1

DE2029911A1 - Vorrichtung zum Antrieb eines Nocken in bezug auf seine Antriebswelle

Info

Publication number: DE2029911A1
Application number: DE19702029911
Authority: DE
Inventors: Lodovico Mailand Raggi (Italien) FOU
Original assignee: Associated Engineering Ltd , Lea mington Spa, Warwickshire (Großbritannien)
Priority date: 1969-06-27
Filing date: 1970-06-18
Publication date: 1971-01-07
Also published as: FR2051344A5; NL162172C; SE357414B; ZA704314B; ES381201A1; NL162172B; US3633555A; JPS4720654B1; NL7009496A; DE2029911C2

Description

mein Zeichen: O679 Pt

Associated Engineering Limited

60 Kenilworth Road, Leamington Spa

Warwickshire) England

Vorrichtung zum Antrieb eines Nocken in bezug auf seine Antriebswelle

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur : Bewegung eine* Nocken im Verhältnis zu seiner Antriebswelle und \ iat im besonderen anwendbar für Verbrennungsmotoren zur Veränderung der die Ein- und Auslaßventil· des Motor· steuernden j Nockenbewegung. ;

Bekannt ist die besondere Bedeutung de* Hubdiagranms ■

von Verbrennungsmotoren bei der Bestimmung der Leistungsanfor- ·

derungen des Motors bei verschiedenen Umdrehungsgeschwindigkei- j ten. Die Erfahrung hat sua Beispiel gezeigt, daß bei Zugrunde- j legung des Maximalhubs des Einlaßventils als Konstante sich die j Anfangs- und Endphasen und die Steigung des Hubdiagramms_t aus j denen sich die optimale Leistung ergibt, in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl je Minute verändern. Der Zeitpunkt, an dem \ sich das Ventil zu öffnen beginnt, ist zum Beispiel so zu berechnen, daß das Einlaßventil bei Eintreten eines Druckabfalls im Zylinder genügend geöffnet und rechtzeitig wieder vollsten- ' dig geschlossen ist, so daß die bei Ausstoß eines Teiles des in den Zylinder gesaugten Gemisches auftretende "Rückwurf"-Erschei- ^!

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nuns vermieden wird, üa die optimale Phasengestaltung mit den dynamischen Eigenschaften der Gase innerhalb des Ansaugrohres und des Zylinders zusammenhängt, hat es sich in der Praxis herausgestellt, daß sie sich in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verändert« Ähnliche Überlegungen sind insofern auch mit Hinsicht auf das Auslaßventil anzustellen* als eine richtige Phasengestaltung bei diesem Ventil«mit Problemen verbunden ist, die die Leistung wie auch die Verminderung der Luftverunreinigung durch den Ausstoß von nur sum Teil verbrannten Stoffen betreffen·

Außerdem haben die Gesetze, denendie veränderlichen Geschwindigkeiten der Auf- und Abwärtsbewegung des Ventils unterliegen, verschiedene Auswirkungen auf die Geschwindigkeit, mit der der Zylinder gefüllt wird, und auf die Gleichmäßigkeit der Verbrennung. Diese Gesetze sollten deshalb in Hinsicht auf die gewünschte Motordrehzahl zur Erzielung optimaler Leistung wechseln.

Das Ventilhubdiagramm wird gewöhnlich vor der Auslegung der Nockenwelle-Nocken bestimmt, die sich in verschiedenen Motoren unterscheiden kann. Diese Nocken übertragen die Bewegung entweder indirekt über ein Gestänge und über Ventilkipphebeln oder direkt bei Einsät« einer obenliegenden Nockenwelle.

die Nockenprofile gleich bleiben, bilden sie tilhubdiagramme, die unabhängig von den Geschwindigkeiten» ait denen sich die Motorwelle dreht, hinsichtlich F&rm und l?hma& fortlaufend identisch sind. Da« bedeutet, daß das mit herkömmlichen Mechanismen erzielte Einstellsysten für mehrere verschiedene Drehzahlen nicht gleichbleibend wirksam sein kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Forrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, einen Nocken mit Bos®g auf die Nockenwelle so zu bewegen, daß die Form ©des," die Hsajs© ©des· Form und Phase der Kurve NockenstößelvereehiebtssEg/Hellcaumdrehung gewechselt werden kann· Hinsichtlich einer Anwendung bei

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einer Verbrennungsmaschine besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, die Bewegung der Ventilsteuerungsnocken so zu wechseln, daß bei bestimmten Umdrehungzahlen bessere Drehmoments- und Leistungswerte erzielt werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für eine dynamische und automatische Formoder Phasenregelung von Nocken für die Steuerung von Verbrennungsmaschinenveiitilen zu schaffen, die den Prozentsatz unverbrannter Abgase und damit die Luftverunreinigung erheblich reduziert.

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß ein Antriebeteil mit einora Zwischenstück an einer Stelle des Antriebsteiles verbunden ist, die einen vorbestimmten Abstand von der Achse der Welle aufweist, und einen Nocken, der um die Achse der "i.'elle drehbar ist, jedoch eine Antriebsverbindung zum Zwischenstück aufweist, die in Bezug auf die Verbindung zwischen dem Zwischenstück und dem Antriebsteil an der entgegengesetzten Seite der Welle liegt.

Im Folgenden wird die Erfindung naher mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen in rein scheraatischer Weise:

Figur 1 typische Tentilliubkurven einer Verbrennungsmas chine, wobei die Abszisse (x) die Winke!drehung der Kurbelwalle und die Ordinate (y) den Ventilhub in mm (g ist das Phasenspiel) darstellen;

Figur 2 typische Drehmomente (in kgm)/Motor-

drehzahl- (in U/min) und Leistung i:, (in PS)/Motordrehzahlkurven;

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Figur 3 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung;

Figur k einen Längsschnitt durch eine Abwandlung der Ausfuhrungaform nach Figur 3I

Figur 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Figur k.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, stellt die Kurve u das Einlaßventil dar, bei dem die Öffnung nicht sehr weit fortgeschritten ist, während die Kurve ul das Auslaßventil darstellt, bei dem die Schließung nicht wesentlich verzögert ist. Diese Kurven beziehen sich auf V und VI₉ die die gleichen Ventile bei einer früheren Öffnung und apäteresa Schließung darstellen. Die aus den im Figur i enthaltenen Merkmalen hervorgehenden Leistungs- und Brehmossiesitwerta «rden im Verhältnis zur Motordrehzahl durch die Kurven, der Figur 2 dargestellt» Hierbei ist festzustellen,, daß die 'Kurven u und ul qualitativ den Leistungen und Drehmomenten n2 und u5 entsprechen die bei niedrigeren Drehzahlen pro Minute höher aind₉ während die Kurven V und Vi die beste Wirkungsweise ¥2 bzw. ¥3 bei einer faö--. heren Umdrehungszahl pro Minute erzielen.

Bei Betrachtung des Problems der Luftverunreinigung kann eine Verschiebung von ©iner. Kurvenform zu ©iner anderen den Anteil der unverbrannten Bestandteile in den bei niedrigen Umdrehungszahlen ausgestoßen©!! Abgasen beeinflussen. Zur Erzielung einer optimalen Motorleistung müßte ©s deshalb möglich sein, stetig von Diagramm u und ul zu den Diagrammen V und Vl zu wechseln, wobei dann durch die Veränderung der Kurven bei verschiedenen Umdrehungsgeschwindigkeiten den Kurven ¥ und Wl ähnliche Leistungs- und Drehmomentskurven gebildet werden könnten.

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Diese Aufgabe kann offensichtlich nicht durch den Einsatz herkömmlicher Einstellmechanismen erfüllt werden, da die Bewegung bekanntlich nur durch das feste Nockenprofil auf die Ventile übertragen wird, das bei laufendem Motor nicht verändert werden kann.

In der obenstehenden Analyse werden die entsprechenden Prinzipien natürlich nur umrissen; es wird kein umfassender Überblick über das Problem gegeben. Aus Kürzungsgründen wurden bestimmte wichtige Paktoren wie zum Beispiel die Trägheit der durch die Rohrleitungen laufenden flüssigen Massen, die mechanischen Eigenschaften von Rückholfedern usw. nicht erwähnt oder { lediglich kurz berührt.

Entsprechend dem Stande der Technik werden bei dem Versuch, die Gesetze der Änderung entsprechend der Motordrehzahl zu optimieren, verschiedene Mechanismen zur Bewältigung der Ventilhubprobleme eingesetzt. Diese Mechanismen enthalten verstellbare Hebel, Spezialventilstößel usw., die alle bekennte Vor- und Nachteile haben, welche nicht mehr aufgezählt zu werden brauchen. Die Vorrichtung nach der Erfindung hingegen kann in die herkömmlichen Einstellvorrichtungen der Verbrennungemaschinen eingebaut und damit ein stetiger Wechsel der Nockenphase und des Ventilhubs entsprechend den Anforderungen des \ * Motors erreicht werden. Im wesentlichen besteht die Vorrichtung aus einem Kragen, der eine Einheit mit der Nockenwelle bildet und von dem aus ein Ansatz in eine in einer Stirnseite einer Scheibe befindliche Radialrille eingreift. Die Scheibe ist mit reichlichem radialen Spiel auf der Nockenwelle befestigt und auf ihrer entgegengesetzten Stirnseite l8ö versetzt zur ersten Rille mit einer zweiten Rille versehen, in die ein Ansatz greift, welcher an dem Nocken befestigt ist, dessen Bewegung gesteuert wird. Der Nocken ist derart auf der Nockenwelle befestigt, daß er sich relativ zu ihr drehen kann. Die Scheibe ist in einein Lager gelagert, das zur Veränderung der Exzentrizität der Scheibe mit Bezug auf die Nockenwelle verstellt wer-

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den kann. Durch die verschiedenen Stellungen in die diese Scheibe innerhalb ihrer ükadrehungs ebene gebracht werden kann, und folglich durch die verschiedenen Stellungen der Rille, in die der Ansatz des Kragens eingreift, und der Rille, in die der Ansatz des Nockens eingreift, kann die auf den Nocken in verschiedenen Rotationsstellungen übertragene Winkelgeschwindigkeit verändert werden. *

Im Folgenden wird der Mechanismus mit' Bezug auf die Figuren 3 bis 5 ausführlicher betrachtet.

In Figur 3 wird der Mechanismus drei Mal dargestallt. Zur besseren Orientierung wurden die drei Ausführungen einzeln durch gestrichelte Rechteck® eingerahmt, die mit A, B und C gekennzeichnet werden. Im Rechteck A wird der auf einen einzelnen Nocken angewandte Mechanismus gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Rechtecke B und C eine geraeinsame Seite haben. Sie stellen im Querschnitt sswei Mechanismen dar, die für jeweils einen Nocken vorgesehen sind. Wie aus der Abbildung und der unten stehenden Beschreibung zu ersehen ist, wurden bei den beiden Mechanismen in diesem Fall® mit Hinsicht auf eine Reduzierung der Kosten gewisse gemeinsame Teile eingesetzt.

Eine sämtliche Hocken antreibende Nockenwelle 5 kann durch herkömmliche Mittel wie das Zahnrad 6 und den Riemen (oder die Kette) 7 gedreht werden. Die Nocken bilden keine Einheit mit der Welle 5s deren Querschnitt immer gleich bleibt, sondern sie können mit Bezug auf die Welle 5 gedreht werden. Ihre Beweglichkeit ist in der Längsrichtung begrenzt.

Im besonderen wird hier der im Rechteck B gezeigte Mechanismus in Augenschein genommen, da die in den Rechtecken A und C angewandten Systeme in gleicher Weise arbeiten.

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Der Kragen 8 ist fest auf der Welle 5 befestigt und dreht zwei Ansätze 8a und 8b· Genau wie Ansatz 8a, hilft Ansatz 8b beim Antrieb dor ie Rechteck C gezeigten Vorrichtung. In dieser Beschreibung des genau identischen, in Rechteck B gezeigten Mechanismust wird deshalb nicht darauf eingegangen. Ansatz 8a gleitet und dreht sich in der Radialrinne 10 einer Scheibe oder eines Zwischenstücks 9» wobei diese Bewegungen durch ein aus Lagermaterial gefertigtes Gleitstück 8c erleichtert werden. Auf der anderen Seite der Scheibe 9 befindet sich eine zweite Radialrinne 11« die synaetriseh zur ersten Rille ist und vorzugsweise u» l8o° dazu versetzt vorzusehen ist. j

Die mittler· Bohrung der Scheibe 9 ist groß, so daß die Scheibe nicht die Oberfläche der Nockenwelle 5 berührt und gestattet eine Verstellung der Scheibe in mit Bezug auf die Nockenwelle exzentrische Stellungen. Der Arm 13 bildet ein Lager l4, in dem die Scheibe 9 drehbar gelagert ist, wobei dieser Arm beweglich ist, vom so die Scheibe 9 rechtwinklig zur Zeichnungsebene bewegen zu können. Die Komponente dieser Bewegung in der Zeichnungseben· wird durch Pfeil y angezeigt, wobei natürlich auch eine Bewegunsekomponente rechtwinklig zur Zeichnungsebene bestehen kann· Ansatz 15a des Nockens 15 kann sich in der Rille 11 der Scheibe 9 drehen und darin gleiten, wobei der Nocken 15 frei drehbar auf der Welle 5 angebracht ist, jedoch (( in Längsrichtung nicht bewegt werden kann· Der Nocken 15 steuert den Stößel 16 des Ventils 17. Auch an dieser Stelle wurde ein Gleitstück 15b zwischen dem Ansatz 15a und der Rille 11 ! zur Verringerung des Verschleißes vorgesehen.

Die Welle 5 wird über den Kragen 8 und zu weiteren Nocken gehörenden Kragen im Motorblock 21 oder einem anderen ^: feststehenden Teil des Motors gelagert.

: Die Vorrichtung funktioniert folgendermaßen:

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Die Welle 5 wird durch den Antriebsmechanismus, d.h. das Zahnrad 6 und den Riemen (oder die Kette) 7 um ihre eigene Achse gedreht. Die Welle dreht den Kragen 8, der sich seinerseits im Lager 21 dreht und von diesem gestützt wird. Der aus dem Kragen 8 herausragende Ansatz 8a greift in die Radialrille 10 der Scheibe 9 und dreht die Scheibe« Über die Rille 11 und den Ansatz 15a dreht die Scheibe 9 nun den Nocken 15» welcher den Stößel l6 des Ventils 17 steuert«, Wenn sich die Achse der Welle 5 mit der Achse der Scheibe 9 deckt, deren Stellung durch eine Verschiebung des Arms 13 fersteilt werden kann, gibt es keinen Unterschied zwischen den Winkelgeschwindigkeiten der beiden Einheiten, so daß der Ansatz 15a des Nockens 15 von der Rille 11 mit der gleichem Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, mit der sich die Welle 5 dreht« Es sei angenommen, die Scheibe in Figur 5 werde dureh den Arm 13 siach rechts bewegt, wodurch zwischen der Welle 5 und der Scheibe 9 eine Exzentrizität ρ entsteht; wenn die Drehgeschwindigkeit der Welle 5 gleich bleibt, so entspricht die Winkelgeschwindigkeit der Scheibe 9 in der in Figur 3 gezeigten Winkelstellung nicht mehr der Winkelgeschwindigkeit der Welle 5? sondern ist größer. Es gilt: W₉=W₅-JL-

r = Abstand der Achse des Ansatzes Sa

von der Drehachse des Kragens H₀
ρ = Maß der Exzentrizität (in Figur 3>

der Scheibe 9 mit Bezug auf die Welle 5„ W₅= Winkelgeschwindigkeit der Well© 5„ Wq= Winkelgeschwindigkeit der Scheibe 9.

Die Gleichung zeigt₉ daß durch Erhöhung der Exzentrizität ρ der Unterschied der Winkelgeschwindigkeit zwischen der Scheibe 9 und der Welle 5 erhöht werden kann (unter Bezugnahme auf die gegenseitigen Stellungen der Teile in Figur 3) und zwar entsprechend einer Exzentrizität p_$ die durch eine Verschiebung der Stellung des die Scheibe 9 tragenden Arme 13 nach rechts

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ORIQiNAL INSPECTED

bestimmt wird. Mit anderen Worten: es befindet sich die Scheibe 9 am Ende einer Beschleunigungsphase, in der ihre Winkelgeschwindigkeit Wq auf" einen Wert gebracht worden ist, der über der Winkelgeschwindigkeit Wj. der Welle 5 liegt, wobei dieser Wert beliebig innerhalb vorbestimmter Grenzen durch Veränderung der Größe der Exzentrizität ρ verstellt werden kann.

Bei Drehung des Mechanismus um l8O entsteht die entgegengesetzte Situation, d.h. die Drehgeschwindigkeit der Schei be 9 ist niedriger als die der Welle 51 da hier die folgende Formel gilt:

W₉ = r

Aus obigen Ausführungen geht hervor, daß es hierbei zwischen diesen beiden beschriebenen Situationen einen Zeitpunkt gibt, zu dem die Winkelgeschwindigkeit der zwei Teile gleich ist. Dieser Zeitpunkt tritt immer dann ein, wenn die Achsen der Radialrillen 10 und 11 ungefähr rechtwinklig zur Zeichnungsebene stehen.

Es ist hierbei deutlich, daß, wenn sich die Welle 5 und die Buchse 8 mit dem Ansatz 8a mit der gleichen Geschwindigkeit drehen, die Scheibe 9 je nach den gegenseitigen und momen- ä tanen Winkelstellungen der verschiedenen, miteinander in Verbindung stehenden Teilen beschleunigt oder verlangsamt wird. Bei zwei gegenseitigen Winkelstellungen dreht sich die Scheibe 9 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Welle, während ihre Umdre- ^: hungsgeschwindigkeit bei den dazwischenliegenden Winkelstellungen höher oder niedriger als die der Welle 5 sein wird. ;

Diese Veränderungen der Relativgeschwindigkeit werden durch die Übertragung der Bewegung durch die Scheibe 9 über die Rille 11 und .den Ansatz 15a des Nockens 15 mitgeteilt, so daß der Nocken

15 Höchst- und Mindest-Momentangeschwindigkeiten W₅ (· ) bzw.

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W_c ) aufweist.
5 r + ρ

Im wesentlichen kann also mit Hilf"ο dieser Vorrichtung die gleichbleibende Bewegung d©zr Nockenwelle 5 dazu benutzt werden, jeden Nocken innerfialli der Gremzea der Drehgeschwindigkeiten der Welle 5 salt verschiedenen Geschwindigkeiten drehen zu lassen.

Der Besehleunigungs- und VerzögeriHsgsgrad kann stufenlos durch Veränderung des Wertes dar Exzentrizität ρ eingestellt werden·

Wenn nun der Arm 13 um eine parallel zvar Achse der Nockenwelle liegende Achse geschweißt wird, oder die Scheibe 9 auf andere Weise in eine rechtwinklig znr Nockerawellenachse und zur Richtung y liegende Richtung bewegt wird, so wird der Phasenwinkel oder die Winkelrichtung der Exzentrizität geändert, d.h. die Ebene mit den Achsen der Nockenwelle wtd der ocheibe wird um die Nockenwellenachse gedreht»

Die Vorrichtung ist; desitaib im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken outer Benutzung der Bewegung der mit stetiger Geschwindigkeit rotierendem Nockenwelle mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt werden können. Diese Geschwindigkeitsänderung kann willkürlich sowohl nach Amplitude als auch nach Phase gesteuert werden trad aucli !innerhalb vorbestimmter Grenzen durch Einstellfing des Ausmaßes und der Winkelrichtung der Exzentrizität ρ tjiagekelirt werden«

Die Beschreibung der lsi Reehteck B gezeigten Vorrichtung trifft ebenfalls für die zwei in den Rechtecken A und C gezeigten Vorrichtungen zu, mit der Ausnahme, daß erstere, die der Nocken i8 steuert, vollständig getrennt ist, während letztere, die der Nocken 19 steuert, den. Kragen 8 mit dem oben beschriebenen Mechanismus gemeinsam hat und über den Ansatz 8b durch den Kragen 8 bewegt wird.

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OFHGiNAL INSPECTED

Aus obigen Ausführungen geht deutlich hervor, daß mit Hilf ο des Mechanismus die Auf- und Abwärtszeiten der Ventile durch eine direkte Bestimmung der Geschwindigkeit, mit der sich die Nocken drehen, abgewandelt werden können. Das gleiche gilt für die Öffnungs- und Schließphasen dieser Ventile und für das Gesetz, dem ihre Bewegung unterliegt. Es ist beabsichtigt, ständig und allmählich von den Einstelldiagrammen u und ul in Figur 1 (die den Leistungs- und Drehmomentskurven u2 und u3 in Figur 2 entsprechen) zu den Kurven V und Vl, die den Diagrammen V2 und V3 in Figur 2 entsprechen, zu wechseln. Die wesentlichen Ziele bestehen darin, Leistungs- und Drehmomentendiagramme zu erzielen, die weitgehend mit den in Figur 2 ge- " zeigten Diagrammen, d.h. den Kurven ¥ und Wl, übereinstimmen, so daß die Gesamtleistung der Motoren verbessert und die Verunreinigung durch Abgase eingeschränkt werden kann.

Die Größe und die Richtung der Exzentrizität ρ zwischen der Welle 5 und dem Kragen 9 kann von Hand geregelt, jedoch auch automatisch entsprechend der Motordrehzahl oder - Belastung eingestellt werden.

Figur k zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung entsprechend den Abbildungen in den Rechtecken B und C der Figur 3· Bei dieser Abwandlung ist die Scheibe 9 in einem Lager 20 gela- g gert, dessen Arbeitsfläche 2k die Scheibe 9 trägt. Das Lager hat auch eine~Arbeitsfläche 2Oa, die den Kragen 8 trägt, so daß die Nockenwelle 5 indirekt vom Lager 20 getragen wird. Dieses Lager 20 kann sich ebenfalls in der Arbeitsfläche 23eines Blocks 21 drehen, wobei das Lager 20 im Winkel um die Welle 5 mittels eines zweckmäßigen Hebelsystems (nicht abgebildet) verstellt werden kann. Die Arbeitsfläche 24 des Lagers 20, die die Scheibe 9 trägt, ist exzentrisch in Bezug auf die Arbeitsflächen 23 und 20a angeordnet. Bei Drehung des Lagers 20 wird der Nockenphasenwinkel θ um den gleichen Betrag gedreht wobei die Größe der Exzentrizität gleich bleibt. Wenn das Lager 20 zum

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Beispiel - wie in Figur 5 gezeigt - um l80 gedreht wird, so wird auch die ·dichtung der Exzentrizität umgekehrt, so daß die auf den Nocken ausgeübte Beschleunigungs- und Verzögerungswirkung ebenfalls eine Umkehrung erfährt.

Die Ausführungsformen nach den Figuren 3 und k haben gezeigt, daß die Exzentrizität zwischen der Scheibe 9 und der Welle 5 sowohl nach dem Wert ρ als auch nach dem Nockenphasenwinkel θ oder auch nach beiden Werten verstellt werden kann. Diesem Phasenwinkel kann dadurch eine Bezugsstellung verliehen werden, daß 0=0 ist, wenn die Richtung der Nockenspitze mit der Richtung der Exzentrizitätsverstellung fluchtet, und zwar in dem Augenblick, in dem auch die Antriebszapfen auf diese Verstellung ausgerichtet werden.

Der Bereich der durch Veränderung des θ -Werts erzielbaren Eigenschaften ist wie folgt:

Q, Eigenschaften (immer Höchstwerte).

0 Nockenverengung

ο '

90 ca. Phasenvoreilung _Ί

O !

180 Nockenverbreiterung >

O :

270 ca. Phasennacheilung >

Der Konstrukteur kann nun, wenn er in dem entsprechenden Quadranten zu Werke geht, die optimale Kombination der mit den Grenzwinkeln des Quadranten verbundenen Eigenschaften erzielen. So können also für θ zwischen 0 und ca. 90 verschiedene Nocken*· verengungs- und Phasenvoreilungskombinationen erzielt werden. Auf ähnliche Weise gibt es zwischen θ ca. 90° und θ = l80° j einen allmählichen Wechsel von höchster Phasenvoreilung ohne Veränderung der Nockenbreite zur Nullphasenvoreilung bei höchster Nockenbreite.

Hierbei kann eventuell der Anwendung der veränder-

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lichen Nockenwelle durch die Mitnehmerbeschleunigungen, die ungefähr proportional zum Quadrat der Momentanumdrehungsgeschwindigkeit der Welle sind, eine physikalische Grenze gesetzt sein.

Bei der Anwendung des veränderlichen Nockenmechanismus in einer Verbrennungsmaschine kann die Veränderung des für die Exzentrizität gewählten Parameters (d.h. Größe oder Phase) der Exzentrizität in Abhängigkeit von Motorbelastung oder -Umdrehungszahl oder einer Kombination von Belastung und Umdrehungszahl vorgenommen werden. Bei Wahl der Maschinenbelastung kann ein Fühler das Motordrehmoment oder den Gasdruck im Ansaugrohr feststellen; ein elektronischer, auf dieses Drehmoment oder diesen Gasdruck ansprechender Mechanismus kann die Scheibe 9 durch Verschiebung des Lagers 13 oder 20 über ein hydraulisches oder pneumatisches Betätigungsorgan verstellen. In ähnlicher Weise kann der elektronische Mechanismus durch ein auf die Motordrehzahl ansprechendes Organ gesteuert werden.

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Claims

Patentansprüche

G Vorrichtung zum Antrieb eines Nockens in Bezug auf seine Antriebswellet welche einen mit der Welle drehenden Antriebsteil und ein bezüglich der Welle exzentrisch drehendes Zwischenstück enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsteil (8) mit dem Zwischenstück (9) an einer Stelle des Antriebsteils (8) verbunden ist, die einen vorb? „iimmten Abstand von der Achse der Welle (5) aufweist, und daß ein Nocken (15) vorgesehen ist, der um die Achse der Welle (5) drehbar ist, jedoch eine Antriebsverbindung zum Zwischenstück (9) aufweist, die in Bezug auf die Verbindung zwischen dem Zwischenstück (9) and dem Antriebsteil (8) an der entgegengesetzten Seite der Welle (5) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gek. enn»

zeichnet , daß das Zwischenstück (9) la einer Halterung gelagert ist, die zur Veränderung der Exzentrizität oder des Phasenwinkels der Exzentrizität oder sowohl dieser Größe als auch des PhaseiK-zinkels bewegbar 1st» ^;

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 ₅ dadurch gekennzeichnet , daß die Welle (5) dtsrch eine in dem Zwischenstück (9) befindliche Öffnung luLsklurehragt _t welche so bemessen ist, daß eine begrenzte Bewegung des Lagers (21) zur Veränderung eines Parameters für die Exzentrizität möglich ist, mit einem koaxial zur Welle (5) angebrachten Nocken (15)» der auf der Welle (5) drehbar gelagert ist, ; einer ersten Kupplung (8a) zwischen dem Antriebstexl (8) · ^! und dem Zwischenstück (9) an einer ersten, in einem bestimm- ! ten Abstand von der WsAXemachse emtfsrntfeE Stelle und einer : zweiten Kupplung (l5a) zwischen dem Zwischenstück (9) «nd dem Nocken (15) as eisiesr zweiten Stelle_s t«rel©fos im Bezug auf ' die Wellenachse in winkelförmigem Abstand vom·der ersten j

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Stelle gelegen ist, wobei beide Kupplungen derart von der Wellenachse entfernt liegen, daß sie sich während des Betriebes in wechselnden Abständen zur Achse des Zwischenstückes (9) befinden, und eine Jede Kupplung eine bewegliche Verbindung zum Zwischenstück (9) aufweist, welche die EinsteJlung der Entfernung von der Achse des Zwischenstückes gestattet.

k, Vorrichtung nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (8a und 15») an den entgegengesetzten Seiten des Zwischenstückes (9) um l80 versetzte Iladialschlitze (10, 11) aufweisen sowie zwei, in die entsprechenden Schlitze eingreifende Ansätze (8a und 8b) besitzen, wobei der eine Ansatz eine einheit mit dem Antriebsteil, und der andere Ansatz eine Einheit mit dem Nocken bildet.

5· Vorrichtung nach Anspruch 3 oder ή, dadurch gekennzeichnet , daß das Lager in mindestens einer der beiden senkrechten Richtungen beweglich ist,, welche beide senkrecht zur Wellenachse verlaufen, um die Größe oder die Richtung oder sowohl Größe als auch dichtung der Exzentrizität des Zwischenstückes (9) zu verändern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g β kennze'ichnet , daß das Lager selbst um eine zur Wellenachse verlaufende Achse drehbar ist, um die Änderung

. des Phasenwinkels der Exzentrizität des Zwischenstückes (9) zu ermöglichen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung bei der Steuerung der Ventile eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch Mittel, welche auf den Druck im Einlaßrohr ansprechen, um dadurch die Änderung eines Parameters der Exzentrizität des Zwischenstückes (9) zu gestatten. _ 3 _

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8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung bei der Steuerung der Ventile eines Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch Mittel, welche auf die Motorgeschwindigkeit ansprechen, um dadurch einen Parameter der Exzentrizität des Zwischenstückes zu verändern.

9. Vorrichtung zur Verwendung in einer Verbrennungsmaschine zur Steuerung des Öffnens und Schließens der Einlaß- und Auslaßventile, nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung eine Nockenwelle (5) und eine Vielzahl von Nocken enthält, die an der Welle zur Verdrehung relativ zur Welle angebracht sind, wobei jeder Nocken eine Antriebsverbindung von der Welle her aufweist, mit Mitteln, die während eines Teiles der iockenumdrehung wirksam werden, um den Nocken (15) schneller als die Umdrehungsgeschwindigkeit der Nockenwelle (5) anzutreiben, und während eines anderen Teiles derselben Umdrehung, um den Nocken langsamer als die Umdrehungsgeschwindigkeit der Nockenwelle (5) anzutreiben.

10.Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel ein Zwischenstück (9) umfassen, welches in Bezug auf die Welle (5) exzentrisch drehbar ist und an einem von seiner Achse entfernt liegenden Punkt eine erste Verbindung zu einem mit der Welle drehbaren Antriebsteil (8) aufweist sowie eine zweite Verbindung, welche in demselben radialen Abstand von der nockenwelle (5) gelegen ist, jedoch diametral entgegengesetzt zur ersten Verbindung mit der Nocke (15) befindlich ist, wobei beide Verbin~ düngen an den axial gegenüberliegenden Seiten des Zwischenstückes (9) liegen und eine auereichende relative Bewegung zwischen dem Anrriebsglied (8), dem Nocken (15) vmd dem Zwischenstück (9) gestatten, welcher die Exzentrizität des Zwischenstückes (9) angepaßt ist«,

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11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeich-, net durch Mittel zur Einstellung des Unterschiedes zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Nockens (15) und der Nockenwelle (5) an jeder gewählten Umdrehungsstellung des Nockens, und zwar in Abhängigkeit von der Motorbelastung oder der Motordrehzahl oder der Kombination von Belastung und Drehzahl des Motors,

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