DE3915102A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der ventilbetaetigungszeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur variablen Steuerung der Ventilbetätigungszeiten einer Brennkraftmaschine mit zwei Nockenwellen, auf denen jeweils drehfest ein Kettenrad sitzt, und mit einer über die Kettenräder laufenden Steuerkette sowie eine variable Nockenwellenwinkelsteuerung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der Steuerung der Einlaßventilbetätigungszeiten einer Brennkraftmaschine.

In den letzten zwanzig Jahren haben sich Kraftfahrzeug- und Brennkraftmaschineningenieure in erster Linie mit der Verringerung der Schadstoffemissionen und des Kraftstoffverbrauchs befaßt. Dabei ist es den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt, daß gewisse Modifikationen der zeitlichen Steuerung der Einlaß- und der Auslaßventile gewisse unerwünschte Schadstoffe im Abgas der Brennkraftmaschine verringern können.

Bei der Entwicklung moderner Brennkraftmaschinen bzw. Kraftfahrzeugmotoren wurde ferner besonders Wert auf die Verbesserung der Motorleistung gelegt, da heutzutage viele Kraftfahrzeuge Motoren mit geringerem Hubraum als früher aufweisen. Zur Verbesserung der abgegebenen Leistung werden kleinere Motoren derzeit immer häufiger mit Turboladern, Ladeluftkühlern, mehreren Ventilen für jeden Zylinder und variablen Kraftstoffeinlaßsystemen ausgestattet.

Eine variable Steuerung der Ventilbetätigungszeiten ist dem Kraftfahrzeugingenieur ebenfalls bekannt, und es wurden für diesen Zweck zahlreiche Konstruktionen vorgeschlagen und geprüft. Der Vorteil der Möglichkeit einer Veränderung der Phasenlage der Betätigung der Einlaßventile gegenüber den Auslaßventilen ist in zahlreichen technischen Druckschriften gut dokumentiert; die Einrichtungen zum Verstellen der Ventil­ betätigungszeiten sind jedoch bisher kompliziert und für eine Massenproduktion sehr teuer.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur variablen Steuerung der Ventilbetätigungszeiten einer Brennkraftmaschine bzw. eine variable Nockenwellenwinkelsteuerung anzugeben, das bzw. die relativ einfach und preisgünstig realisiert werden kann und für einen störungsfreien Dauerbetrieb geeignet ist.

Die gestellte Aufgabe wird, was das Verfahren anbelangt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einem Bügel mindestens ein mit der Steuerkette in Eingriff stehendes, leerlaufendes Kettenrad angebracht wird und daß der Bügel relativ zu einer der Nockenwellen derart verstellt wird, daß der Laufweg der Kette und die Winkelstellung der auf den Nockenwellen sitzenden Kettenräder relativ zueinander verändert werden.

Was die erfindungsgemäße Nockenwellensteuerung anbelangt, so wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß Verstelleinrichtungen mit mindestens einem leerlaufenden Kettenrad vorgesehen sind, die zur Anderung der relativen Winkelstellung der auf den Nockenwellen sitzenden Kettenräder verstellbar sind.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Nockenwellenwinkelsteuerung besteht darin, daß die relative Änderung der Ventilbetätigungszeiten unter Verwendung eines einzigen einstellbaren Bügels erfolgen kann, der mindestens ein Kettenrad trägt und zusätzlich Kettenführungseinrichtungen tragen kann. Die Änderung der Phasenlage bzw. des Drehwinkels der Einlaßventil-Nockenwelle wird dabei dadurch erreicht, daß der Laufweg der Steuerkette zwischen dem Kettenrad der Einlaßventil-Nockenwelle und dem Kettenrad der Auslaßventil-Nockenwelle geändert wird. Die Position des Bügels kann dabei durch Verschwenken oder durch Verstellen des Bügels in Längsrichtung erfolgen, wobei in beiden Fällen eine Änderung des Laufwegs der Kette bewirkt wird.

Besonders vorteilhaft ist es in Ausgestaltung der Erfindung, wenn die verschiedenen Kettenführungs­ einrichtungen wie Kettenführungen, Kettenspanner und Kettendämpfungseinrichtungen in die Bügelkonstruktion integriert werden. Auf diese Weise wird es möglich, für alle Teilstücke der Kette die erforderlichen Spann-, Dämpfungs- und Führungseinrichtungen vorzusehen. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Nocken­ wellenwinkelsteuerung besteht ferner darin, daß bei richtiger Anordnung der Kettenräder auf den Nockenwellen zwei leerlaufende Kettenräder über den gesamten Betätigungsbereich mit derselben Geschwindigkeit verstellt werden können, ohne daß eine Lockerung oder ein Durchhängen der Kette erfolgen würde.

Insgesamt ist es erfindungsgemäß möglich, verschiedene Verstelleinrichtungen zu schaffen, die sehr einfach und wirksam sind, wirtschaftlich hergestellt und leicht montiert werden können und zuverlässig arbeiten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen und werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein System zur variablen Nockenwellenwinkelsteuerung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erste, bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwellenwinkelsteuerung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 2 längs der Linie 3-3 in dieser Figur;

Fig. 4 bis Fig. 8 ähnliche Darstellungen wie Fig. 2 für weitere, abgewandelte Ausführungsbeispiele;

Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 8, wobei die Kettenräder zur Erhöhung der Übersichtlichkeit weggelassen sind;

Fig. 10 bis Fig. 12 ähnliche Darstellungen wie Fig. 2 für weitere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung; und

Fig. 13 einen Querschnitt längs der Linie 13-13 in Fig. 12 mit einer schematischen Darstellung einer weiteren Betätigungseinrichtung für den Bügel der Verstelleinrichtungen.

Im einzelnen dient Fig. 1 der generellen Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verändern der Phasenlage der Einlaßventil-Nockenwelle bezüglich der Motor-Kurbelwelle. Speziell zeigt Fig. 1 eine Kettensteuervorrichtung 10, mit deren Hilfe der Laufweg einer Steuerkette 13 zwischen einem angetriebenen Kettenrad 11, welches einer Auslaßventil-Nockenwelle zugeordnet ist, und einem angetriebenen Kettenrad 12 geändert werden kann, welches der Einlaßventil-Nockenwelle zugeordnet ist. Das angetriebene Kettenrad 12, welches drehfest auf einer Einlaßventil-Nockenwelle 17 sitzt, wird über die Steuerkette 13 von dem antreibenden Kettenrad 11 auf einer Auslaßventil-Nockenwelle 14 angetrieben, welches seinerseits durch ein auf der Kurbelwelle sitzendes Kettenrad über eine weitere Steuerkette (nicht gezeigt) bei einem Viertaktmotor mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben wird. Das angetriebene Kettenrad 11 besitzt eine Markierung in einer Position A des Kettenrades 11. Die Steuerkette 13 läuft ferner über leerlaufende Kettenräder 15 und 16 und bewegt sich dabei in Richtung des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeils B.

Wenn sich der Mittelpunkt des Kettenrades 15 in der Position 15 a befindet, dann befindet sich eine Marke des angetriebenen Kettenrades 12 in der Position C, während sich der Mittelpunkt des anderen leerlaufenden Kettenrades 16 in der Position 16 a befindet, um ein Durchhängen der Steuerkette 13 zu verhindern. Wenn der Mittelpunkt des leerlaufenden Kettenrades 15 dagegen in die Position 15 b bewegt wird und die Marke des angetriebenen Kettenrades 11 in der Position A bleibt, dann rückt die Marke des angetriebenen Kettenrades 12 in die gestrichelt eingezeichnete Position D vor, wodurch die Winkelstellung des Kettenrades 12 gegenüber derjenigen des Kettenrades 11 verändert wird, was eine entsprechende Phasenverschiebung der Ventilbetätigung durch die Nockenwellen 14 und 17 zur Folge hat. Da ferner die Auslaßventilnockenwelle 14 eine feste Position bezüglich der Kurbelwelle einnimmt, wird der Winkel des Kettenrades 12 und der Nockenwelle 17 gegenüber der Kurbelwelle verändert. Da ferner die Kurbelwelle mit der doppelten Drehzahl umläuft wie das angetriebene Kettenrad 12, führt eine Verstellung der Einlaßventil-Nockenwelle 17 um ein Grad zu einer Änderung des Drehwinkels der Kurbelwelle um zwei Grad. Ferner muß sich der Mittelpunkt des leerlaufenden Kettenrades 16 in die Position 16 b bewegen, damit die Steuerkette 13 der Bewegung des leerlaufenden Kettenrades 15 folgen kann. Folgt man dem Laufweg der Steuerkette im Uhrzeigersinn, dann ist im Idealfall die Zunahme der Kettenlänge von der Position C über die Positionen D und E zu der Position A bei der Bewegung des Kettenrades 15 derart, daß dessen Mittelpunkt von der Position 15 a in die Position 15 b verlagert wird, gleich der Abnahme der Kettenlänge von der Position A über die Position F in die Position C, wenn der Mittelpunkt des Kettenrades 16 von der Position 16 a in die Position 16 b bewegt wird. Hierdurch wird ein Durchhängen bzw. eine Lockerung der Kette verhindert.

Es gibt zahlreiche Konfigurationen, die eine solche Positionierung der leerlaufenden Kettenräder ermöglichen, daß eine aktive Ventilzeitensteuerung ermöglicht wird. Eine vorteilhafte Lösung ist beispielsweise in Fig. 2 und 3 in Form einer Anordnung 21 gezeigt, bei der ein Kettenrad 23 auf einer Einlaßventil-Nockenwelle 22 montiert ist, bei der ein Kettenrad 25 auf einer Auslaßventil-Nockenwelle 24 montiert ist und bei der zwei leerlaufende Kettenräder 27 und 28 an einem im wesentlichen L-förmigen Bügel 26 montiert sind, der schwenkbar auf der Einlaßventil-Nockenwelle 22 montiert ist. Dabei wird jedes der leerlaufenden Kettenräder 27, 28 durch ein Lager 29 abgestützt, welches sich auf einem stationären Zapfen 31 (Fig. 3) dreht, der in dem Bügel 26 montiert ist.

Eine sorgfältige Positionierung der leerlaufenden Kettenräder 27, 28 bezüglich der Kettenräder 23 und 25 bietet mehrere Vorteile. Beispielsweise kann mit Hilfe der Anordnung 21 die Phasenlage der Einlaßventil-Nockenwelle 22 um mehr als 30° bezüglich der Auslaßventil-Nockenwelle 24 verändert werden (was einem Drehwinkel der Kurbelwelle um 60° entspricht), ohne daß die Kettenlänge geändert werden müßte oder die Kette durchhängen würde. Die richtige Positionierung der leerlaufenden Kettenräder 27, 28 gestattet dabei auch die Montage dieser Kettenräder an einem einzigen Bügel 26 und deren Verstellung mit derselben Geschwindigkeit und im gleichen Ausmaß, so daß es nicht erforderlich ist, die leerlaufenden Kettenräder 27, 28 unabhängig voneinander in unterschiedlicher Weise zu verstellen. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die theoretischen Kettenlaufwege zwischen dem leerlaufenden Kettenrad 27 und dem Kettenrad 25 sowie zwischen dem Kettenrad 25 und dem leerlaufenden Kettenrad 28 über den gesamten Bereich der Verstellmöglichkeiten nur eine geringe Abweichung von einer geraden Linie haben, so daß erforderlichenfalls stationäre Kettenführungen 32, 33 verwendet werden können. Beim Ausführungsbeispiel sind die Kettenführungen 32 und 33 in den in der Zeichnung gezeigten Positionen angebracht, während ein Kettenspanner 34 an dem Bügel 26 zwischen dem leerlaufenden Kettenrad 28 und dem Kettenrad 23 angeordnet ist. Weiterhin können Kettenführungseinrichtungen, wie z.B. die Dämpfungsvorrichtung 35, an dem schwenkbaren Bügel 26 angebracht werden, so daß die Dämpfungsvorrichtung 35 und die Spannvorrichtung 34 beim Schwenken des Bügels 26 ihre Position bezüglich des Laufwegs der Steuerkette 36 beibehalten können. Der Konstrukteur hat somit die Möglichkeit, je nach Notwendigkeit längs jeden Teilstücks der Steuerkette zwischen den Kettenrädern die erforderlichen Dämpfungs-, Spann- und Führungsein­ richtungen vorzusehen. Die Kombination von Spann- und Dämpfungseinrichtung an dem Bügel verringert dabei die Anzahl der Bauteile und den Platzbedarf, während eine exakte Kontrolle des Laufwegs der Kette erreicht wird.

Die Betätigung des Bügels 26 erfolgt über eine Zahnsegment 37, welches einstückig längs einer Kante des einen Arms 38 des Bügels 26 ausgebildet wird (Fig. 3). Es versteht sich, daß das Zahnsegment 37 auch getrennt hergestellt und an dem Bügel 26 befestigt werden kann. Das Zahnsegment 37 steht in Eingriff mit einer Spindel 39, die durch einen umsteuerbaren Motor 41 zu einer Drehbewegung antreibbar ist. Wenn die Schnecke bzw. Spindel 39 ein Rechtsgewinde aufweist, dann führt eine Drehung der Spindel im Uhrzeigersinn - von der Rückseite des Motors her gesehen - zu einer Drehung des Bügels 26 im Uhrzeigersinn. Bei Anwendung geeigneter Steuerverfahren ist die betrachtete Vorrichtung 21 über den gesamten Verstellbereich kontinuierlich bzw. in unendlich kleinen Schritten verstellbar. Der Bügel 26 könnte auch mittels anderer Einrichtungen, beispielsweise über ein hydraulisches oder pneumatisches Zylinderaggregat und ein geeignetes Gestänge betätigt werden.

Wie Fig. 3 zeigt, ist der Bügel 26 mittels einer Lagerbuchse 42 unmittelbar auf der Einlaßventil- Nockenwelle 22 gelagert. In axialer Richtung ist der Bügel 26 zwischen einer Schulter 43 der Welle 22 und dem Kettenrad 23 festgelegt. Das Kettenrad 23 ist seinerseits in axialer Richtung mittels einer Schraube 45, die in das Wellenende eingeschraubt ist, gegen eine Schulter 44 der Welle 22 festgespannt. Außerdem ist das Kettenrad mittels einer geeigneten Keilverbindung drehfest auf der Welle 22 gesichert. Die Schmierung der Anordnung erfolgt durch eine zentrale Bohrung 46 der Nockenwelle 22, die über eine radiale Bohrung mit der Lagerbuchse 42 verbunden ist, wobei über eine Bohrung 47 in dem Bügel 26 auch dem Kettenspanner 34 unter Druck stehendes Schmieröl zuführbar ist. Der Bügel 26 kann auch auf einem stationären hohlen Zapfen montiert werden, welcher koaxial zu der Welle 22 angeordnet ist.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung 51 mit geänderter Konstruktion der Bügelanordnung. Im einzelnen ist der Bügel 26 durch zwei Bügelteile 52 und 56 ersetzt, wobei der erste Bügelteil 52 schwenkbar auf der Einlaßventil-Nockenwelle 53 sitzt und ein leerlaufendes Kettenrad 54 für den gespannten Teil der Steuerkette 55 trägt. Ein zweiter Bügelteil 56 ist ebenfalls schwenkbar auf der Welle 53 montiert und trägt ein leerlaufendes Kettenrad 57 für die schlaffe Seite der Steuerkette 55. Der erste Bügelteil 52 trägt einen Kettendämpfer 58 und einen Kettenspanner 59, die hydraulisch oder mittels Federn betätigt sein können, wobei der Kettenspanner 59 an einer Fläche 61 des zweiten Bügelteils 56 anliegt, um die Bügelteile unter Verschwenken derselben um die Achse der Welle 53 auseinander zu drücken. Die Anordnung 51 wird durch ein Kettenrad 62 auf der Auslaßventil-Nockenwelle 63 und ein Kettenrad 64 auf der Einlaßventil-Nockenwelle 53 ergänzt. Die Betätigung des ersten Bügelteils 52 in Richtung des Pfeils G kann mit Hilfe eines Schneckenantriebs realisiert werden, wie dies in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, oder mittels eines Zahnstangen/Ritzel-Antriebs oder mit Hilfe einer Zylinderanordnung und eines Betätigungsgestänges.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Anordnung 71 wie Fig. 4 mit einem auf der Einlaßventil-Nockenwelle 72 sitzenden Kettenrad 73, mit einem auf der Auslaßventil-Nockenwelle 80 sitzenden Kettenrad 74, mit einem ersten Bügelteil 75, der schwenkbar auf der Welle 72 sitzt, und ein leerlaufendes Kettenrad 76 für die gespannte Seite einer Steuerkette 77 trägt, und mit einem zweiten Bügelteil 78, der schwenkbar auf einem Zapfen 81 an einem kleinen Arm 79 montiert ist, der von dem ersten Bügelteil 75 absteht, wobei der zweite Bügelteil 78 ein leerlaufendes Kettenrad 82 für die schlaffe Seite der Kette 77 trägt. An dem ersten Bügelteil 75 sind dabei wieder ein Kettendämpfer 83 und ein Kettenspanner 84 montiert, wobei letztere auf eine Fläche 85 des zweiten Bügelteils 78 einwirkt. Der erste Bügelteil 75 ist durch Verschwenken in Richtung des Pfeils H um die Achse der Welle 72 einstellbar.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung 91 mit einer schwenkbaren Bügelanordnung ist in Fig. 6 gezeigt. Es ist ein Bügel 94 vorgesehen, welcher schwenkbar auf der Einlaßventil-Nockenwelle 92 montiert ist, die das Kettenrad 93 trägt. Der Bügel 94 trägt ferner ein leerlaufendes Kettenrad 95 für die gespannte Seite der Kette 96 und einen Kettenspanner 97 mit einem leerlaufenden Kettenrad 98 für die schlaffe Seite der Kette. Auf der von der Kurbelwelle des Motors (nicht gezeigt) angetriebenen Auslaßventil-Nockenwelle 101 sitzt ein Kettenrad 99. Die Spannvorrichtung 97 weist einen Kolben 102 geringen Durchmessers auf, der von einem Zylinder 103 in dem Bügel 94 aufgenommen wird, so daß die Spannvorrichtung 97 hydraulisch betätigbar ist.

Fig. 7 zeigt eine weitere, abgewandelte Anordnung 111 mit einem auf der Einlaßventil-Nockenwelle 112 sitzenden Kettenrad 113, einem auf der Auslaßventil-Nockenwelle 114 sitzenden Kettenrad 115 und einem Bügel 116, der schwenkbar auf der Nockenwelle 112 sitzt und ein leerlaufendes Kettenrad 117 für die gespannte Seite der Kette 118 trägt. Anstelle des zweiten leerlaufenden Kettenrades ist ein Kettenspanner 119 vorgesehen, der einen verbreiterten Spannkopf 121 aus einem Material geringer Reibung aufweist, der gegen die schlaffe Seite der Kette 118 gedrückt wird. Der Kettenspanner 119 besitzt einen Kolben 122 geringen Durchmessers, der dem Kopf 121 gegenüberliegt und von einem Zylinder bzw. einer Aussparung 123 des Bügels 116 aufgenommen wird, so daß der Kettenspanner 119 hydraulisch oder durch Federmittel spannbar ist.

Während der Bügel bei jedem der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele um die Einlaßventil-Nockenwelle schwenkbar ist, soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß der Bügel auch schwenkbar auf der Auslaßventil-Nockenwelle montiert sein könnte.

In Fig. 8 bis 13 ist eine weitere Familie von Anordnungen gezeigt, bei denen ein einziger linear gleitverschieblicher Bügel vorgesehen ist, um die leerlaufenden Kettenräder und die Kettenspanneinrichtungen und dergleichen zu verstellen.

Im einzelnen zeigen

Fig. 8 und 9 eine erfindungsgemäße Anordnung 131 mit einem auf einer Einlaßventil-Nockenwelle 133 sitzenden Kettenrad 132, mit einem auf einer Auslaßventil-Nockenwelle 135 sitzenden Kettenrad 134 und mit einem länglichen linear gleitverschieblichen Bügel 136, der an seinem einen Ende ein leerlaufendes Kettenrad 137 für die gespannte Kettenseite und an seinem anderen Ende ein leerlaufendes Kettenrad 138 für die nicht gespannte Seite einer Steuerkette 139 trägt. Der Bügel 136 ist in Richtung der Pfeile J verstellbar. Fig. 9 zeigt schematisch eine motorische Verstelleinrichtung mit einer Zahnstange 141, die an der Rückseite des länglichen Bügels 136 befestigt ist. Die Zahnstange 141 ist mittels geeigneter Halterungen 142 geführt und steht in Eingriff mit einem Ritzel 143, welches mit Hilfe eines Motors 144 in der einen oder anderen Richtung drehbar ist.

Fig. 10 zeigt eine ähnliche Anordnung 151 wie Fig. 8, wobei ein geradlinig gleitverschieblicher Bügel 152, der in Richtung der Pfeile K verstellbar ist, ein leerlaufendes Kettenrad 153 für die gespannte Seite einer Steuerkette 154 trägt, die über die Kettenräder 155 und 156 auf der Einlaßventil- bzw. der Auslaßventil- Nockenwelle läuft. An dem vom Kettenrad 153 abgewandten Ende des Bügels 152 ist ein Kettenspanner 157 mit einem Kettenrad 158 vorgesehen, wobei an dem Kettenspanner 157 ein Kolben 159 ein Kolben 159 befestigt ist, der in eine zylindrische Bohrung 161 des Bügels 152 eingreift, so daß der Kettenspanner 157 pneumatisch, hydraulisch oder über Federmittel betätigbar ist, um die schlaffe Seite der Steuerkette 154 zu spannen.

Fig. 11 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 171, die ähnlich ausgebildet ist wie diejenige gemäß Fig. 10, wobei der Bügel 172 ein leerlaufendes Kettenrad 173 trägt, welches an der gespannten Seite der Steuerkette 176 anliegt, die über die Kettenräder 174, 175 der beiden Nockenwellen läuft. Ein Kettenspanner 177 trägt einen vergrößerten Kopf 178, der an der Steuerkette anliegt, und an seinem gegenüberliegenden Ende einen Kolben 179, der in eine Zylinderbohrung 181 des Bügels 172 eingreift.

Fig. 12 und 13 zeigen eine erfindungsgemäße Anordnung 191 für einen linear gleitverschieblichen Bügel 192, der in Richtung der Pfeile L verstellbar ist, d.h. parallel zu den einander gegenüberliegenden Teilstücken 194, 195 der Steuerkette 193. Die Kette 193 läuft über das Zahnrad 196 der Einlaßventil-Nockenwelle über das Zahnrad 197 der Auslaßventil-Nockenwelle und zwei leerlaufende Kettenräder 198, 199, die drehbar an gegenüberliegenden Enden des Bügels 192 montiert sind. Eine Kettenführung bzw. ein Dämpfer 201 für das Teilstück 194 der Kette und ein Kettenspanner 202 für das Teilstück 195 der Kette sind stationär mit dem Motorblock oder dem Zylinderkopf (nicht gezeigt) verbunden. Wie in Fig. 13 schematisch dargestellt, sind ein Kolben 203 und ein zugehöriger Zylinder 204 in geeigneter Weise montiert, und eine Kolbenstange 205 ist mit ihrem freien Ende an einem Block 207 an der Rückseite des Bügels 192 befestigt, der zwischen Führungen 206 in Richtung der Pfeile L verstellbar ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die verschiedenen, erfindungsgemäßen Anordnungen, welche in den Zeichnungen gezeigt und vorstehend erläutert wurden, folgende vorteilhafte Merkmale haben:

• 1. Die richtige Anordnung der leerlaufenden Kettenräder gestattet es, beide Kettenräder über den gesamten Betätigungsbereich im selben Maße zu verstellen, ohne daß die Kette durchhängt.
• 2. Dadurch daß die beiden leerlaufenden Kettenräder über den gesamten Kettenbereich gleichzeitig im selben Maße verstellt werden können, ergibt sich die Möglichkeit, die leerlaufenden Kettenräder an demselben Betätigungsbügel zu montieren, da es nicht mehr erforderlich ist, die laufenden Kettenräder unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder über unterschiedliche Strecken zu verstellen.
• 3. Längs sämtlicher Steuerkettenteile können Kettenführungs- und -dämpfungseinrichtungen angebracht werden, wenn dies erforderlich ist.
• 4. Die Kettenführungseinrichtungen, wie Dämpfungs- und Spanneinrichtungen, können bei der Ausgestaltung des Betätigungsbügels in die Konstruktion desselben integriert werden.
• 5. Kettensteuereinrichtungen können auch an einer stationären Fläche längs des Laufwegs der Kette montiert werden, welcher bei der Betätigung der Vorrichtung im wesentlichen erhalten bleibt.
• 6. Der Montagebügel kann zur Verstellung der leerlaufenden Kettenräder schwenkbar oder linear gleitverschieblich montiert sein, wobei der Bügel bzw. dessen Teile mittels verschiedener Betätigungseinrichtungen betätigt werden können.

Claims (33)

1. Verfahren zur variablen Steuerung der Ventilbetätigungszeiten einer Brennkraftmaschine mit zwei Nockenwellen, auf denen jeweils drehfest ein Kettenrad sitzt, und mit einer über die Kettenräder laufenden Steuerkette, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Bügel mindestens ein mit der Steuerkette in Eingriff stehendes, leerlaufendes Kettenrad angebracht wird und daß der Bügel relativ zu einer der Nockenwellen derart verstellt wird, daß der Laufweg der Kette und die Winkelstellung der auf den Nockenwellen sitzenden Kettenräder relativ zueinander verändert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel um die Achse einer der Nockenwellen verschwenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel zwei im Abstand voneinander angeordnete leerlaufende Kettenräder trägt, welche mit der gleichen Geschwindigkeit über den Betätigungsbereich verstellbar sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bügel Einrichtungen zur Steuerung der Spannung der Steuerkette zugeordnet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel längs eines linearen Weges verstellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende des Bügels jeweils ein leerlaufendes Kettenrad angebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel längs einer Linie verstellt wird, die senkrecht zur Verbindungslinie der Achsen der Nockenwellen verläuft.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel längs eines parallel zu zwei parallelen Teilstücken der Steuerkette verlaufenden Weges verstellt wird.

9. Variable Nockenwellensteuerung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine Brennkraftmaschine mit einer Einlaßventil- und einer Auslaßventil-Nockenwelle, wobei auf jeder der Nockenwellen jeweils drehfest ein Kettenrad sitzt, von denen eines durch die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine antreibbar ist und das andere über eine von diesem angetriebenen Kettenrad angetriebene Steuerkette, dadurch gekennzeichnet, daß Verstelleinrichtungen (26, 37, 38, 39, 41) mit mindestens einem leerlaufenden Kettenrad (27, 28) vorgesehen sind, die zur Anderung der relativen Winkelstellung der auf den Nockenwellen (22, 24) sitzenden Kettenräder (23, 25) verstellbar sind.

10. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen einzigen Bügel (26) umfassen, der schwenkbar montiert ist.

11. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen einzigen Bügel (136) umfassen, der linear verstellbar ist.

12. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen einzigen Bügel (26; 136) umfassen, an dem zwei leerlaufende Kettenräder (27, 28; 137, 138) montiert sind, die zwischen den auf der Einlaßventil-Nockenwelle (22; 133) und der Auslaßventil-Nockenwelle (24; 135) sitzenden Kettenrädern (23, 25; 132, 134) in Eingriff mit der Steuerkette (36; 139) stehen, um einen im wesentlichen rhombusförmigen Laufweg für die Steuerkette (36; 139) zu definieren.

13. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (116; 172) ein leerlaufendes Kettenrad (117; 173) und einen Kettenspanner (119; 177) trägt.

14. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (26) mit Kettenführungseinrichtungen (34, 35) versehen ist.

15. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen derart ausgebildet sind, daß bei ihrer Betätigung bei stillstehendem Kettenrad (25) der Auslaßventil-Nockenwelle (24) ein Verdrehen des Kettenrades (23) der Einlaßventil-Nockenwelle (22) herbeiführbar ist.

16. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Bügel (26) L-förmig ausgebildet und schwenkbar auf einer der Nockenwellen (22) montiert ist und an seinen Schenkeln jeweils ein leerlaufendes Kettenrad (27, 28) trägt und daß der Bügel (26) zur Veränderung der Position der leerlaufenden Kettenräder (27, 28) verschwenkbar ist.

17. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (26) mindestens einen Kettenspanner (34) und mindestens eine Kettendämpfungseinrichtung (35) umfaßt.

18. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (26) eine zentral angeordnete Schwenklagerung (42) aufweist, die mit der Nockenwelle (22) zusammenwirkt.

19. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen ersten Bügelteil (52) aufweisen, der ein erstes leerlaufendes Kettenrad (54) trägt, sowie einen zweiten Bügelteil (56), der ein zweites, leerlaufendes Kettenrad (57) trägt, daß beide Bügelteile (52, 56) schwenkbar an derselben Nockenwelle (53) montiert sind und daß an einem der Bügelteile (52) eine Spannvorrichtung (59) vorgesehen ist, um die beiden Bügelteile (52, 56) auseinander zu drücken.

20. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen ersten Bügelteil (75) aufweisen, der schwenkbar auf einer der Nockenwellen (72) montiert ist und ein leerlaufendes Kettenrad (76) trägt, daß an dem ersten Bügelteil (75) ein zweiter Bügelteil (78) schwenkbar montiert ist, der ein leerlaufendes Kettenrad (82) trägt, und daß an dem ersten Bügelteil (75) eine Spannvorrichtung (84) vorgesehen ist, um die beiden Bügelteile (75, 78) auseinander zu drücken.

21. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen ersten Bügelteil (94) aufweisen, der schwenkbar auf einer der Nockenwellen (92) montiert ist und ein leerlaufendes Kettenrad (95) trägt, sowie einen zweiten Bügelteil (97), der ein zweites, leerlaufendes Kettenrad (98) trägt, und daß der zweite Bügelteil (97) mittels Spanneinrichtungen (102, 103) nachgiebig von dem ersten Bügelteil (94) wegdrückbar ist.

22. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bügelteil (97) mit einem seinem Kettenrad (98) gegenüberliegenden Kolben (102) versehen ist, welcher von einem Zylinder (103) im ersten Bügelteil (94) aufgenommen wird.

23. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen Bügel (116) aufweisen, der schwenkbar auf einer der Nockenwellen (112) montiert ist und ein leerlaufendes Kettenrad (117) trägt sowie einen Kettenspanner (119), der nachgiebig mit einer von dem Bügel (116) weg gerichteten Kraft beaufschlagbar ist und von dem Bügel (116) getragen wird, um mit der Kette in einem dem leerlaufenden Kettenrad (117) gegenüberliegenden Bereich zusammenzuwirken.

24. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenspanner (119) einen vergrößerten Kopf (121) mit einer gekrümmten äußeren Oberfläche zum Erfassen der Kette aufweist.

25. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen länglichen Bügel (136) aufweisen, der an jedem seiner Enden ein leerlaufendes Kettenrad (137, 138) trägt, sowie Einrichtungen zum geradlinigen Verstellen des Bügels (136).

26. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellrichtung für den Bügel (136) parallel zu dessen Längsachse verläuft.

27. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel durch zwei Bügelteile (152, 157) gebildet ist, die in Längsrichtung nachgiebig auseinanderdrückbar sind.

28. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß einer (177) der Bügelteile (172, 177) als Kettenspanner (177) ausgebildet ist.

29. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen länglichen Bügel (172, 177) aufweisen, der derart montiert ist, daß er in Richtung seiner Längsachse linear verstellbar ist und daß der Bügel (172, 177) an seinem einen Ende ein leerlaufendes Kettenrad (173) und an seinem anderen Ende einen Kettenspanner (177) trägt, welcher einen vergrößerten Kopf (178) mit einer gekrümmten Oberfläche zum Zusammenwirken mit der Kette (176) aufweist.

30. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenspanner (177) in Längsrichtung des Bügels (172, 177) nachgiebig mit einer von dem leerlaufenden Kettenrad (173) weg gerichteten Kraft beaufschlagbar ist.

31. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen einen länglichen Bügel (192) aufweisen, der an jedem seiner Enden ein leerlaufendes Kettenrad (198, 199) trägt und derart montiert ist, daß er quer zu seiner Längsachse geradlinig verstellbar ist.

32. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufweg der Kette (136) eine rhombische Gestalt hat und daß der Bügel (192) längs eines parallel zu zwei einander gegenüberliegenden Teilstücken (194, 195) der Kette (191) verlaufenden Weges verstellbar ist.

33. Nockenwellenwinkelsteuerung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen an einer stationären Fläche der Brennkraftmaschine montiert sind.