DE4190087C2 - Ventilbetätigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 31.

Bisher wurden die Einlaß- und Auslaßventile von Kraftfahrzeugmotoren mit obenliegen­ der Nockenwelle durch die Drehung der Kurbelwelle geöffnet und geschlossen, die durch eine Ventilbetätigungsvorrichtung übertragen wird.

Manche Ventilbetätigungsvorrichtungen sind imstande, nicht nur die Einlaß- und Auslaßventile bei einem vorbestimmten Zeitpunkt mit einem vorbestimmten Hub zu öffnen und zu schließen, sondern auch wahlweise den Zeitpunkt und den Hub zu ändern. Eine Ventilbetätigungsvorrichtung mit einem solchen Mechanismus zum Wählen der Ventilbetriebsarten kann die Ventilüberdeckung usw. für optimale Werte in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors so kontrollieren, daß der Motor jederzeit die höchstmögliche Leistungsabgabe erzeugen kann.

Die bekannte Ventilbetätigungsvorrichtung weist einen Nocken für niedrige Drehzahl mit einem Nockenprofil für einen niedrigen Drehzahlbereich des Motorbetriebs sowie einen Nocken für hohe Drehzahl mit einem Nockenprofil für einen hohen Drehzahlbereich des Motorbetriebs auf, wobei die Nocken für niedrige und hohe Drehzahl an einer Nocken­ welle angebracht sind. Der Zeitpunkt zum Öffnen und Schließen der Ventile des Motors wird beim Betrieb im niedrigen Drehzahlbereich durch den Nocken für niedrige Dreh­ zahl und beim Betrieb im hohen Drehzahlbereich vom Nocken für die hohe Drehzahl gesteuert.

Die Fig. 38 bis 40 der beigefügten Zeichnungen zeigen einen Mechanismus zum Auswählen der Nocken für hohe und niedrige Drehzahl, wie er in der gattungsbilden­ den Offenlegungsschrift DE 37 35 156 A1 offenbart ist.

Wie in Fig. 38 gezeigt, sind Kipphebel 104, 105, 104' zwischen Nocken 102, 103, 102' und Ventilen 101 angeordnet, die von den Nocken betätigt werden sollen.

Die Nocken 102, 102' dienen als Nocken für niedrige Drehzahl und der Nocken 103 als Nocken für die hohe Drehzahl. Die Kipphebel 104, 104' sind Kipphebel für niedrige Drehzahl, die vom Nocken 102 bzw. 102' betätigt werden, und der Kipphebel 105 ist ein Kipphebel für die hohe Drehzahl, der vom Nocken 103 betätigt wird.

Die Kipphebel 104, 105, 104' sind winkelbeweglich auf einer Kipphebelwelle 106 gelagert und um die Kipphebelwelle 106 dann winkelbeweglich, wenn von den Nocken 102, 103, 102' ein Hub ausgeübt wird.

Die Kipphebel 104, 104' für die niedrige Drehzahl und der Kipphebel 105 für die hohe Drehzahl können durch Kolben 107, 108 und einen Anschlag 109 in oder außer Eingriff gebracht werden.

Wie in den Fig. 39 und 40 gezeigt, sind die Kolben 107, 108 und der Anschlag 109, die aufeinanderfolgend angeordnet und Ende an Ende in Berührung gehalten sind, in Zylin­ dern 104'a, 105a, 104a angeordnet, die koaxial zueinander in den Kipphebeln 104', 105 bzw. 104 ausgebildet sind. Die Kipphebelwelle 106 und der Kipphebel 104' weisen Ölkanäle 106a, 104'b auf.

Der Kipphebel 105 wird durch eine Rückstellfeder 111 normalerweise nach oben ge­ drückt.

Beim Betrieb im niedrigen Drehzahlbereich wird, wie in Fig. 39 gezeigt, das Öl aus dem Raum im Ende des Zylinders 104'a abgelassen, was es den Kolben 107, 108 und dem Anschlag 109 ermöglicht, sich unter der Kraft der Rückstellfeder 110 nach rechts zu bewegen. Dann ist der Kolben 107 nur im Kipphebel 104', der Kolben 108 nur im Kipphebel 105 und der Anschlag 109 nur im Kipphebel 104 angeordnet. Deshalb wird die gegenseitige Verbindung des Kipphebels 105 für die hohe Drehzahl und der Kipp­ hebel 104, 104' für die niedrige Drehzahl gelöst.

Das Nockenprofil der Nocken 102, 102' für die niedrige Drehzahl ist nun wirksam, um die Ventile 101 zu betätigen.

Beim Betrieb im hohen Drehzahlbereich wird, wie in Fig. 40 gezeigt, Öl in den Raum im Ende des Kolbens 104'a eingespeist, um die Kolben 107, 108 sowie den Anschlag 109 unter dem Öldruck nach links zu verschieben.

Die Kolben 107, 108 sind nun so angeordnet, daß sie die Kipphebel 104, 104' für die niedrige Drehzahl und den Kipphebel 105 für die hohe Drehzahl verbinden.

Der Nockenhub, der vom Nocken 103 für die hohe Drehzahl erbracht wird, ist größer als der Nockenhub, der von den Nocken 102, 102' für die niedrige Drehzahl erbracht wird (siehe Fig. 10). Deshalb werden die Ventile 101 vom Nocken 103 für die hohe Drehzahl betätigt, während sich die Nocken 102, 102' für die niedrige Drehzahl leer drehen.

Die obige herkömmliche Ventilbetätigungsvorrichtung leidet unter den folgenden Problemen, die von der vorliegenden Erfindung gelöst werden sollen:

Wenn die Kipphebel 104, 104' und 105 miteinander verbunden werden sollen, dann muß der Kolben 107 auf den Kolben 108 und der Kolben 108 auf den Anschlag 109 einen Schub ausüben. Die Umfangskante des vorderen Endes des Kolbens 107 kann gegen den Kipphebel 105 anschlagen oder vom Kipphebel 105 zurückprallen, und die Um­ fangskante des vorderen Endes des Kolbens 108 kann vom Kipphebel 104 zurück­ prallen.

Wenn der Kolben 108 zurückprallt, prallt aber auch der Kolben 107 durch die Wirkung des Kolbens 108 zurück. Diese Kolben 107, 108 werden dann wieder zurückbewegt, um die Kipphebel 104, 104', 105 miteinander zu verbinden.

Der obige Nachteil wird dadurch verursacht, daß die Kipphebel zum Hin- und Herbewe­ gen der Ventile miteinander verbunden werden müssen. Die Kipphebel 104, 104', 105 können nicht glatt miteinander verbunden werden, und die vorderen Enden der Kolben 107; 108 neigen dazu, rasch zu verschleißen.

Da zusätzlich der obige Verbindungsmechanismus in den Enden winklig beweglicher Kipphebel angebracht ist, ist die Ventilbetätigungsvorrichtung nach Größe und Gewicht verhältnismäßig groß und kann in ihrem Inneren keine Wälzlager aufnehmen.

Um die obigen Probleme zu lösen, wurde in dem Vortrag "A High Power, Wide Torque Range, Efficiency Engine With a New Variable-Valve-Timing and -Lift Mechanism" von K. Nagahiro, Y. Ajiki et al. auf dem "Meeting of Society of Automotive Engineers of Japan", 1989, eine Eingriffseinrichtung vorgeschlagen, die zwischen einer Kipphebelwelle und entweder einem Kipphebel für hohe Drehzahl, der neben Kipphebeln für niedrige Drehzahl, die Ventile öffnen und schließen, oder einem der Kipphebel für niedrige Drehzahl angeordnet ist, um den Eingriff der Kipphebelwelle und dem Kipphebel für die hohe Drehzahl oder einem der Kipphebel für die niedrige Drehzahl sanft herzustellen oder zu lösen. Da jedoch die Nocken für die niedrige und die hohe Drehzahl in Gleitberührung mit Gleitelementen der Kipphebel für niedrige und hohe Drehzahl gehalten werden, ist der Reibungswiderstand verhältnismäßig hoch, was zu einem Verlust in der Motor-Ausgangsleistung führt. Während der Motor leerläuft, ist das Auftreten einer Grübchenbildung zwischen dem Nocken für die hohe Drehzahl und dem Gleitelement des Kipphebels für die hohe Drehzahl wahrscheinlich. Es ist deshalb notwendig, ein teures Überzugsmaterial für die Gleitelemente der Kipphebel zu verwen­ den.

Die Eingriffseinrichtung weist einen Kolben auf, der durch ein Betätigungssystem betätigt werden kann. Es ist wünschenswert, daß der Kolben hinlänglich dauerhaft ist sowie die Kipphebelwelle und die Kipphebel durch den Kolben mit gutem Ansprech­ verhalten sanft in und außer Eingriff bringbar ist.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilbetätigungsvorrichtung vorzusehen, die einen Kipphebel für die hohe Drehzahl oder einen der Kipphebel für die niedrige Drehzahl und eine Kipphebelwelle sanft bzw. verschleißarm in und außer Eingriff bringen kann. Insbesondere soll erfindungsgemäß der Reibungswiderstand zwischen den Nocken für niedrige und hohe Drehzahl sowie den Kipphebeln für niedrige und hohe Drehzahl gering gehalten werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches 1 bzw. 31 gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Ventilbetätigungsvorrichtung zur Verwen­ dung in einem Motor vorgesehen, mit einer Nockenwelle mit Nocken für niedrige und hohe Drehzahl, einer Kipphebelwelle, die neben der Nockenwelle angeordnet ist, mindestens einem Kipphebel für niedrige Drehzahl, der an der Kipphebelwelle zum Betätigen des Ventils starr befestigt ist, einem Kipphebel für hohe Drehzahl, der drehbar auf der Kipphebelwelle parallel zum Kipphebel für niedrige Drehzahl gelagert ist, eine Eingriffseinrichtung, um wahlweise den Eingriff der Kipphebelwelle und des Kipphebels für die hohe Drehzahl herzustellen und zu lösen, und einer Betätigungseinrichtung, um die Eingriffseinrichtung in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Motors zu betätigen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch eine Ventilbetätigungsvorrichtung zur Verwendung in einem Motor vorgesehen, mit einer Nockenwelle mit Nocken für niedrige und hohe Drehzahl, einer Kipphebelwelle, die neben der Nockenwelle drehbar gelagert ist, einem Kipphebel für hohe Drehzahl, der an der Kipphebelwelle befestigt und rund um die Kipphebelwellenocken eine Winkelbewegung durchfuhren kann, einem Kipphebel für niedrige Drehzahl, der drehbar auf der Kipphebelwelle parallel zu dem Kipphebel für hohe Drehzahl zum Betätigen des Ventils gelagert ist, einer Eingriffsein­ richtung, um wahlweise den Eingriff zwischen Kipphebelwelle und Kipphebel für die niedrige Drehzahl herzustellen und zu lösen, und einer Betätigungseinrichtung, um die Eingriffseinrichtung in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Motors zu betätigen.

Bei jeder der obigen Ventilbetätigungsvorrichtungen weist die Eingriffseinrichtung eine Aufnahmeöffnung auf, die in einer Lagerfläche des Kipphebels für hohe oder niedrige Drehzahl gebildet ist, der rund um die Kipphebelwelle drehbar ist, eine Durchgangsöff­ nung, die das in der Kipphebelwelle senkrecht zur Achse der Kipphebelwelle gebildet ist, einen Kolben, der beweglich in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, sowie eine Ölkammer, die zwischen einem rückwärtigen Ende des Kolbens und der drehbaren Oberfläche des Kipphebels für die hohe oder niedrige Drehzahl gebildet ist.

Bei jeder der Ventilbetätigungseinrichtungen weist die Betätigungseinrichtung einen Ölkanal auf, der in der Kipphebelwelle gebildet ist, sowie eine hydraulische Druckein­ richtung, um Öl unter Druck bzw. Drucköl durch den Ölkanal der Eingriffseinrichtung zuzuführen, um wahlweise die Kipphebelwelle und den Kipphebel für die hohe oder niedrige Drehzahl in und außer Eingriff zu bringen.

Da die Kipphebelwelle und der Kipphebel für die hohe oder niedrige Drehzahl durch die Eingriffseinrichtung in und außer Eingriff gebracht werden, können sie sanft in und außer Eingriff gebracht werden.

In jenem Fall, in dem bei der Eingriffseinrichtung der Kolben in der Kipphebelwelle angeordnet und von der Aufnahmeöffnung aus in der drehbaren Lagerfläche des Kipphebels in und außer Eingriff bringbar ist, wird die Eingriffseinrichtung in ihrer Haltbarkeit für den sanfteren Betrieb beim Herstellen und Lösen des Eingriffs verbessert. In jenem Fall, in dem die Betätigungseinrichtung aus dem Ölkanal und der hydraulischen Druckeinrichtung zusammengesetzt ist, um die Kipphebelwelle und den Kipphebel in oder außer Eingriff zu bringen, ist die Ventilbetätigungsvorrichtung im Aufbau verein­ facht.

Die Eingriffseinrichtung kann einen Kolbenstößel mit einem Flansch an seinem einen Ende aufweisen, und ein Vorspannglied, das zwischen dem Flansch und der Kipp­ hebelwelle angeordnet ist, um den Kolbenstößel normalerweise in eine Ruhelage bzw. versorgte Lage innerhalb der Kipphebelwelle zu drücken. Die Eingriffseinrichtung kann aber auch eine Durchgangsöffnung mit einem Abschnitt mit größerem Durchmesser umfassen, der im Durchmesser größer ist als die Öffnung in der drehbaren Lagerfläche des Kipphebels, einen Kolben mit einem Flansch an seinem einen Ende, und eine Feder, um den Kolben normalerweise in die Ruhelage bzw. versorgte Lage zu drücken. Der Flansch des Kolbens ist im Abschnitt mit größerem Durchmesser verschieblich und kann an seinem Ende im Abschnitt mit dem größeren Durchmesser einen Vorsprung auf­ weisen. Bei dieser Anordnung ist der Kipphebel im Aufbau einfach ausgebildet, und das mit einem Flansch versehene Ende des Kolbens ist daran gehindert, in die Öffnung in der drehbaren Lagerfläche des Kipphebels einzutreten. Zusätzlich kann der Vorsprung am Flansch sanft gegen die drehbare Lagerfläche des Kipphebels gleitend anliegen.

Die Kipphebel für die niedrige und hohe Drehzahl können jeweils Wälzglieder auf­ weisen, die in Wälzberührung mit den Nocken gehalten werden, um den Reibungswider­ stand zu verringern.

Der Kipphebel für die niedrige Drehzahl kann auch ein Wälzglied aufweisen, das in Wälzberührung mit dem Nocken für hohe Drehzahl gehalten ist, und der Kipphebel für die hohe Drehzahl kann ein Gleitelement aufweisen, das in Gleitberührung mit dem Nocken für die niedrige Drehzahl gehalten wird, so daß der Reibungswiderstand zwi­ schen den Nocken und den Kipphebeln im niederen Drehzahlbereich verringert werden kann und der Zeitraum, der überstrichen wird, wenn die Ventile geöffnet sind, an der Verringerung gehindert ist, wodurch ein Verlust in der Motorausgangsleistung im hohen Drehzahlbereich verringert ist.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt längs Linie I-I in Fig. 2, der eine Ventilbe­ tätigungsvorrichtung gemäß einen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2 einen Teilschnitt längs Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4(a) einen Teil-Querschnitt, der eine Eingriffseinrichtung zeigt, die sich in einer Freigabeposition befindet,

Fig. 4(b) einen Teilschnitt, der längs Linie IVb-IVb in Fig. 4(a) vor­ genommen ist,

Fig. 5(a) einen Teil-Querschnitt, der die Eingriffseinrichtung zeigt, wie sie sich in einer Kupplungslage befindet,

Fig. 5(b) einen Teilschnitt längs Linie Vb-Vb, in Fig. 5(a),

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Betätigungssystems, das für eine Ventilbetätigungsvorrichtung verwendet wird, die in Fig. 1 gezeigt ist,

Fig. 7 einen vergrößerter Schnitt durch ein Richtungssteuerventil bei dem Betätigungssystem, das in Fig. 6 gezeigt ist,

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Ventilsteuerprogramms zum Steuern des Betätigungssystems, das in Fig. 6 gezeigt ist,

Fig. 9 eine schematische Darstellung, die ein Diagramm zum Bestimmen der Bereiche des Motorbetriebs darstellt, wobei das Diagramm durch das in Fig. 6 gezeigte Betätigungssystem verwendet wird,

Fig. 10 eine schematische Darstellung, die Nockenprofile der in Fig. 1 gezeigten Ventilbetätigungsvorrichtung zeigt,

Fig. 11 bis 14 je einen Querschnitt durch einen modifizierten Ventilbe­ tätigungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 15 einen Teil-Längsschnitt durch eine Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 16 einen Teil-Längsschnitt, der die Art und Weise zeigt, auf welche die Kipphebel für niedrige und hohe Drehzahl in der Ventilbetätigungsvorrichtung angebracht sind, die in Fig. 15 gezeigt ist,

Fig. 17 einen Schnitt, der längs Linie A-A in Fig. 16 vorgenommen wurde,

Fig. 18 einen Schnitt, der längs Fig. 16 vorgenommen wurde,

Fig. 19 einen Teil-Querschnitt, der längs Linie C-C der Fig. 16 vor­ genommen wurde,

Fig. 20 eine Perspektivansicht eines Kupplungsstiftes,

Fig. 21 einen Teil-Querschnitt, der einen Kipphebel für hohe Drehzahl zeigt, der in Fig. 19 gezeigt ist und hinsichtlich einer Kipphebelwelle winklig bewegt angebracht ist,

Fig. 22 einen Längsschnitt, der die Art und Weise zeigt, auf welche der Kipphebel für die hohe Drehzahl und die Kipphebelwelle gekuppelt sind,

Fig. 23 einen Teil-Querschnitt, der die Art und Weise zeigt, auf welche der Kipphebel für die hohe Drehzahl und die Kipphebelwelle gekuppelt sind,

Fig. 24 eine schematische Darstellung, die die Zuordnung zwischen dem Antriebsdrehmoment für die Ventilbetätigungsvorrichtung und der Drehzahl des Motors zeigt,

Fig. 25 eine schematische Darstellung, die die Zuordnung zwischen der Motorreibung und der Drehzahl des Motors zeigt,

Fig. 26 eine schematische Darstellung, die die Zuordnung zwischen dem vollen Motordrehmoment und der Drehzahl des Motors zeigt,

Fig. 27 eine schematische Darstellung, die Betriebscharakteristiken zeigt, wenn die Ventile angehoben werden,

Fig. 28 eine Ansicht der konkaven Abschnitte eines Nockens,

Fig. 29 einen Teil-Querschnitt durch einen Kupplungsstift, wenn er in seiner Lage angebracht ist, bei einer Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem noch anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 30 einen Teil-Querschnitt längs Linie D-D in Fig. 29,

Fig. 31 eine teilweise abgeschnittene Teil-Draufsicht, die die Teile in der durch den Pfeil E in Fig. 30 bezeichneten Blickrichtung zeigt,

Fig. 32 einen Teil-Querschnitt durch einen Kipphebel für hohe Drehzahl und eine Kipphebelwelle einer Ventil-Betätigungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 33 einen Teilschnitt längs Linie F-F in Fig. 32,

Fig. 34 eine teilweise abgeschnittene Teil-Draufsicht einer Ventilbe­ tätigungsvorrichtung gemäß einem noch anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 35 einen Teil-Querschnitt durch einen Kipphebel für die hohe Drehzahl einer Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem noch anderen Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 36 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf Kipphebel für die hohe und niedrige Drehzahl, wenn sie montiert sind, bei der in Fig. 35 gezeigten Ventilbe­ tätigungsvorrichtung,

Fig. 37 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Kipphebel für hohe und niedrige Drehzahl, wenn sie montiert sind, bei der Ventilbetätigungsvorrichtung, die in Fig. 35 gezeigt ist,

Fig. 38 eine Teil-Perspektivansicht einer herkömmlichen Ventilbetäti­ gungsvorrichtung,

Fig. 39 und 40 Teilschnitte, die die herkömmliche Ventilbetätigungsvor­ richtung zeigen, die in Fig. 38 dargestellt ist,

Fig. 41 einen vergrößerter Teilschnitt, der die Art und Weise verdeut­ licht, auf welche eine herkömmliche Eingriffseinrichtung arbeitet,

Fig. 42 einen Teil-Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Eingriffseinrichtung, die schon vor der Eingriffseinrichtung vorgeschla­ gen wurde, die in den Fig. 29 bis 31 gezeigt ist,

Fig. 43 einen Teilschnitt längs Linie G-G in Fig. 42, und

Fig. 44 eine Frontansicht des Flansches eines Kupplungsstiftes, der in Fig. 42 gezeigt ist.

Es erfolgt nun die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.

Als erstes wird eine Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 beschrieben.

Die Ventilbetätigungsvorrichtung ist zum Öffnen und Schließen der Einlaß- und Aus­ laßventile eines Kraftfahrzeugmotors mit obenliegender Nockenwelle oder dergleichen vorgesehen. Der Motor weist eine Zwei-Ventil-Konstruktion auf, mit einem Einlaß- und Auslaßventil für jeden einer Mehrzahl von Zylindern (nicht gezeigt). Der Motor weist eine Nockenwelle 22 (Fig. 3) auf, die in Eingriffszuordnung zur Kurbelwelle drehbar ist. Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, weist die Nockenwelle 22 einen Nocken 20 für niedrige Drehzahl mit einem Nockenprofil für einen Motor-Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl sowie einen Nocken 21 für hohe Drehzahl mit einem Nockenprofil für einen Motor-Betriebsbereich mit hoher Drehzahl auf, wobei die Nocken 20, 21 für niedrige und hohe Drehzahl nebeneinanderliegend angeordnet sind.

Die Nockenprofile für die Betriebsbereiche mit niedriger und hoher Drehzahl sind durch die Kurve 3a bzw. 3b in Fig. 10 bezeichnet.

Eine Kipphebelwelle 11 erstreckt sich parallel zur Nockenwelle 22. An der Kipp­ hebelwelle 11 sind ein Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl, der vom Nocken 20 für niedrige Drehzahl betätigbar ist, und ein Kipphebel 14 für hohe Drehzahl, der vom Nocken 21 für hohe Drehzahl betätigbar ist, angebracht, wobei die Kipphebel 13, 14 für niedrige und hohe Drehzahl parallel zueinander liegen.

Der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl ist schwenkbar an der Kipphebelwelle für die freie Drehung um diese angebracht und kann gemeinsam mit der Kipphebelwelle 11 durch eine Eingriffseinrichtung R drehbar gemacht werden.

Eine Welle 19 mit einem Wälzlager 17, das hieran angebracht ist, ist an einem Armteil des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl angebracht. Das Wälzlager 17 weist einen oberen Abschnitt auf, der sich in Eingriff mit dem Nocken 20 für niedrige Drehzahl befindet. Deshalb werden Betätigungskräfte vom Nocken 20 für niedrige Drehzahl auf den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl durch das Wälzlager 17 und die Welle 19 übertragen.

Eine Stellschraube 7, die in geeigneter Weise in ihrer Position eingestellt und in ihrer Lage durch eine Mutter 8 gesichert ist, ist durch die Endspitze des Kipphebels 13 für die niedrige Drehzahl hindurchgeschraubt. Die Stellschraube 7 weist ein unteres Ende das in das obere Ende des Ventilschafts des Einlaß- oder Auslaßventils 16a (16b) ein­ greift. Das obere Ende des Ventilschafts ist normalerweise durch eine Ventilfeder 2 so belastet, daß es sich schräg nach oben bewegt (Fig. 1).

Wenn sich der Nocken 20 für die niedrige Drehzahl dreht, wird die Endspitze des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl veranlaßt, vertikal in Fig. 1 zu schwenken und hierbei das Ventil 16a (16b) durch die Stellschraube 7 zu betätigen.

Der Kipphebel 14 für die hohe Drehzahl trägt an seinem Armteil eine Welle 54, an der ein Wälzlager 53 angebracht ist. Das Wälzlager 53 weist einen oberen Abschnitt auf, der sich in Eingriff mit dem Nocken 21 für hohe Drehzahl befindet. Deshalb werden Betätigungskräfte vom Nocken 21 für hohe Drehzahl auf den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl durch das Wälzlager 53 und die Welle 54 übertragen.

Der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl ist an der Kipphebelwelle 11 gelagert. Der Kipp­ hebel 14 für hohe Drehzahl ist an der Kipphebelwelle 11 durch eine halbkreisförmige Nutfeder 52 befestigt, die hierzwischen so angeordnet ist, daß sich der Kipphebel 14 für die hohe Drehzahl ständig nur gemeinsam mit der Kipphebelwelle 11 drehen kann.

Das untere Ende des schwenkbaren Endes (d. h. das Wälzlager 53) des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl ist am Zylinderkopf 71 durch einen Kolben 55 abgestützt, der von einer Abstützfeder 56 als eine erste Spanneinrichtung belastet ist. Wenn der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl schwenkt, dann kehrt er durch die Spannkräfte der Stützfeder 56 nach oben zurück.

Wenn demzufolge sich der Nocken 21 für hohe Drehzahl dreht, dann wird der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl winklig bewegt und gleichzeitig wird auch die Kipphebelwelle 11 um ihre eigene Achse winklig vorwärts- und rückwärtsbewegt.

Die Eingriffseinrichtung R weist den nachfolgend beschriebenen Aufbau auf.

Wie in den Fig. 4(a), 4(b), 5(a) und 5(b) gezeigt, weist die Kipphebelwelle 11 eine Durchgangsöffnung bzw. eine Bohrung 32 auf, die in einem Abschnitt hiervon gebildet ist, an dem der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl gelagert ist, wobei sich die Durch­ gangsöffnung 32 senkrecht zur Achse der Welle 11 erstreckt. Die Eingriffseinrichtung R weist einen Kupplungsstift 31 als einen Kolben auf, der lose in die Durchgangsöff­ nung 32 eingesetzt ist.

Der Kupplungsstift 31 kann radial nach außen bezüglich der Kipphebelwelle 11 unter einem Öldruck aus einer hydraulischen Einrichtung P (siehe Fig. 6) herausragen. Der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl weist eine innere drehbare Fläche 13c auf, die schwenkbar an der und rund um die Kipphebelwelle 11 gelagert ist, wobei die innere drehbare Fläche 13c eine Aufnahmeöffnung 42 aufweist, in die der Kupplungsstift 31 passend eingreifen kann, wenn er aus der Durchgangsöffnung 32 herausragt.

Der Kupplungsstift 31 weist eine ringförmige Ölnut 57 auf, die in einer mittigen äußeren Umfangsfläche hiervon ausgebildet ist, und einen Ölkanal 41, der sich von einer äußeren Umfangsfläche hiervon zu der axialen Mitte hiervon erstreckt und eine Verbindung zwischen der Ölnut 57 und dem rückwärtigen Ende des Kupplungsstiftes 31 herstellt. Deshalb kann Öl durch die Ölnut 57 und den Ölkanal 41 zum rückwärtigen Ende des Kupplungsstiftes 31 gefördert werden.

Der Kupplungsstift 31 weist auch einen Flansch 38 an der äußeren Umfangskante seines rückwärtigen Endes auf. Die Durchgangsöffnung 32 umfaßt einen Abschnitt 34 mit größe­ rem Durchmesser, in dem der Flansch 38 gleiten kann, und einen Abschnitt 35 mit kleinerem Durchmesser, in dem ein oberer Abschnitt des Kupplungsstiftes 31 gleitet.

Eine Feder 43 ist als eine Spanneinrichtung zwischen dem Flansch 38 des Kupplungs­ stiftes 31 und einem Absatz angeordnet, der zwischen den Abschnitten 35, 34 mit kleinerem und größerem Durchmesser der Durchgangsöffnung 32 gebildet ist, um den Kupplungsstift 31 normalerweise zur Seite seines rückwärtigen Endes hin zu drücken, d. h. in eine Ruhelage bzw. versorgte Lage.

Die Ventilbetätigungsvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, kann durch eine Betäti­ gungseinrichtung D betätigt werden, die in Fig. 6 gezeigt ist. Die Betätigungseinrichtung D weist einen Ölkanal 33 auf, der axial mittig in der Kipphebelwelle 11 gebildet ist, sowie eine hydraulische Druckeinrichtung P, um Öldruck durch den Ölkanal 33 zur Eingriffseinrichtung R zuzuführen, um die Eingriffseinrichtung R zu betreiben, um hierdurch die Kipphebelwelle 11 und den Kipphebel 13 für die niedrige Geschwindigkeit in oder außer Eingriff zu bringen.

Die hydraulische Druckeinrichtung P weist den Ölkanal 41 auf, der eine Verbindung zwischen einer Ölkammer r hinter dem rückwärtigen Ende des Kupplungsstiftes 31 und dem Ölkanal 33 herstellt, einen Ölzufuhrkanal 59 (Fig. 6), der eine Verbindung mit dem Ölkanal 33 herstellt, eine Pumpe 58 für Drucköl bzw. hydraulischen Druck, um Öl unter hohem Druck zum Ölzufuhrkanal 59 zu fördern, einen hydraulischen Drucksteuer­ mechanismus 60, der mit dem Ölzufuhrkanal 59 verbunden ist, um das Öl unter Druck zum Ölkanal 33 zu fördern oder abzusperren, und ein Entlastungsventil 61, das zwischen dem hydraulischen Drucksteuermechanismus 60 und der Pumpe 58 für hydraulischen Druck angeordnet ist, um den Öldruck zu entlasten, wenn der Öldruck in dem Öl- Zufuhrkanal 59 zwischen dem hydraulischen Drucksteuermechanismus 60 und der Pumpe 58 für hydraulischen Druck bis über einen vorbestimmten Druck hinaus zu­ nimmt.

Der hydraulische Drucksteuermechanismus 60 weist ein Richtungssteuerventil 63 auf, das zwischen einer ersten Lage, in der Öl unter Druck aus der Pumpe 58 für hydrau­ lischen Druck zum Ölkanal 33 gefördert wird, und einer zweiten Lage versetzbar ist, in welcher es den Ölkanal 33 von der Verbindung mit der Pumpe 58 für hydraulischen Druck trennt und den Ölkanal 33 mit einem Niederdruck-Öltank 62 verbindet, einen Elektromagneten 64 (Fig. 7), um das Richtungssteuerventil 63 wahlweise in die erste oder zweite Lage umzusetzen, einen Rechner 65, um die Erregung der Magnetspule bzw. des Elektromagneten 64 in Abhängigkeit von der Drehzahl und Last des Motors zu steuern, einen Motordrehzahlfühler 66, um eine Information über die Motordrehzahl dem Rechner 60 zuzuführen, und einen Motorlastfühler 67, um eine Information über die Motorlast dem Rechner 65 zuzuführen.

Das Richtungssteuerventil 63 und der Elektromagnet 64 sind im einzelnen in Fig. 7 gezeigt. Der Elektromagnet 64 ist in einem oberen Abschnitt eines Gehäuses 68 unterge­ bracht, und das Richtungssteuerventil 63 weist einen Ventilschieber 70 auf, der in einem unteren Abschnitt des Gehäuses 68 verschieblich untergebracht ist, wobei der Ventil­ schieber 70 normalerweise durch eine Feder 69 so belastet ist, daß er sich nach unten (Fig. 7) bewegt. Das Gehäuse 68 weist eine Pumpenöffnung pp, eine Tanköffnung tp und eine Steueröffnung cp auf, die dem Ventilschieber 70 zugewandt sind. Wenn das Richtungssteuerventil 63 nicht vom Elektromagneten 64 betätigt wird, befindet es sich in der zweiten Lage, und die Steueröffnung cp und die Tanköffnung tp werden mitein­ ander in Verbindung gehalten. Wenn das Richtungssteuerventil 63 vom Elektromagneten 64 betätigt wird, befindet es sich in der ersten Lage, und die Steueröffnung cp und die Pumpenöffnung pp werden miteinander in Verbindung gehalten.

Der Rechner 65 weist einen Ablesespeicher (nicht gezeigt) auf, der ein Ventilsteuer­ programm speichert, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, sowie ein Diagramm zum Bestimmen von Betriebsbereichen, wie in Fig. 9 gezeigt.

Wenn ein Ventilsteuer-Unterprogrammaufruf ausgelöst wird, dann liest der Rechner 65 die gegenwärtige Drehzahl des Motors und die gegenwärtige Last des Motors in einem Schritt S1 ab. Dann bestimmt der Rechner 65 einen gegenwärtigen Betriebsbereich des Motors. Insbesondere bestimmt der Rechner 65 aus dem in Fig. 9 gezeigten Diagramm, ob der vorliegende Bereich ein Bereich e1 für den Nocken mit niedriger Drehzahl ist, in dem sich die Drehzahl des Motors in einem niedrigen Drehzahlbereich befindet und die Last des Motors in einem niedrigen Lastbereich, oder ein Bereich e2 für den Nocken für hohe Drehzahl, in dem die Drehzahl des Motors sich in einem hohen Drehzahlbereich befindet und sich die Last des Motors in einem hohen Lastbereich befindet, und zwar in einem Schritt S2. Dann geht die Steuerung auf einen Schritt S3 über, wenn der gegen­ wärtige Bereich der Bereich e1 für den Nocken für niedrige Drehzahl ist, oder einen Schritt S4, wenn der vorliegende Bereich der Bereich e2 für den Nocken für hohe Drehzahl ist. Im Schritt S3 hebt der Rechner 65 die Erregung des Elektromagneten 64 auf, um den Kupplungsstift 31 in der Ruhelage zu halten, die in den Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt ist. Deshalb werden das Einlaß- und Auslaßventil vom Nocken 20 für die niedrige Drehzahl betätigt. Zu diesem Zeitpunkt wird die vorspringende Kante des rückwärtigen Endes des Flansches 38 in einer Lage gegen die innere drehbare Fläche 13c des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl oder sehr nahe an dieser Fläche gehalten. Die Endspitze des Kupplungsstiftes 31 ist radial von der äußeren Umfangsfläche der Kipp­ hebelwelle 13 aus einwärts zurückgefahren, so daß der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl von der Kipphebelwelle 11 gelöst ist.

Im Schritt S4 erregt der Rechner 65 den Elektromagneten 64, um den Kupplungsstift 31 in eine ausgefahrene Lage zu versetzen, wie in den Fig. 5(a) und 5(b) gezeigt, um das Einlaß- und Auslaßventil mit dem Nocken 21 für hohe Drehzahl zu betätigen.

Genauer gesagt, Öl wird unter Druck von der Pumpe 58 für hydraulischen Druck durch den Ölkanal 33 und den Ölkanal 41 der Ölkammer r zugeführt, und der Kupplungsstift 31 wird einem Differenzdruck ausgesetzt, der auf der Grundlage des Unterschiedes zwischen dem am rückwärtigen Ende gelegenen Druck-Belastungsbereich des Flansches 38 und dem am vorderen Ende gelegenen Druck-Belastungsbereich des Flansches 38 entwickelt wird. Wenn der Differenzdruck die Belastungskraft der Feder 43 überschrei­ tet, dann wird der Kupplungsstift 31 in das Loch 42 des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl hinein versetzt.

Nach dem Schritt S3 oder S4 kehrt die Steuerung auf den Haupt-Betriebsablauf zurück.

Die Lage des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl in axialer Richtung der Kipphebelwel­ le 11 ist durch ein Paar, nämlich einen ersten und zweiten, Federringe 50a, 50b und eine Schubfeder bzw. Druckfeder 51 begrenzt. Wie in Fig. 4(b) gezeigt, wird der erste Federring 50a gegen die eine Seite des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl gehalten und greift in die äußere Umfangsfläche der Kipphebelwelle 11 ein, und der zweite Federring bzw. Sprengring 506 weist gegenüber der anderen Seite des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl einen Abstand auf und greift in die äußere Umfangsfläche der Kipphebelwelle 11 ein. Die Schubfeder 51 ist unter Druck zwischen dem zweiten Federring 50b und der anderen Seite des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl angeordnet.

Wenn der Motor in einem niedrigen Drehzahlbereich arbeitet, wird kein Öl unter Druck dem Ölkanal 33 in der Kipphebelwelle 11 zugeführt, und der Kupplungsstift 31 bleibt in das Innere der Kipphebelwelle 11 eingezogen, wie in den Fig. 4(a) und 4(b) gezeigt.

Der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl ist deshalb hinsichtlich der Kipphebelwelle 11 frei beweglich. Es wird keine Bewegung der Kipphebelwelle 11 auf den Kipphebelarm 13 für niedrige Drehzahl übertragen. Dementsprechend wird der Kolbenhub des Nockens 20 für niedrige Drehzahl durch das Wälzlager bzw. Rollenlager 17 und die Welle 19 auf den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl übertragen, der entsprechend dem Nockenprofil des Nockens 20 für niedrige Drehzahl schwenkt.

Da das Ventil 16a (16b) in Abhängigkeit zur Schwenkbewegung des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl betätigt wird, wird das Ventil 16a (16b) gemäß dem Nockenprofil des Nockens 20 für niedrige Drehzahl hin- und herbewegt, wie in Fig. 10 gezeigt.

Wenn der Motor in einem hohen Drehzahlbereich arbeitet, wird Öl unter Druck aus der Pumpe 58 für hydraulischen Druck dem Ölkanal 33 in der Kipphebelwelle 11 zugeführt, und der Kupplungsstift 31 ragt aus der äußeren Umfangsfläche der Kipphebelwelle 11 heraus und greift passend in das Loch 42 im Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl ein, wie in den Fig. 5(a) und 5(b) gezeigt.

Die Kipphebelwelle 11 und der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl sind nun miteinander für die gemeinsame Drehung fest verbunden. Da die Kipphebelwelle 11 durch die Kräfte (Nockenhub) des Nockens 21 für hohe Drehzahl betätigt wird, die durch den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl übertragen werden, wird auch der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl vom Kolbenhub des Nockens 21 für hohe Drehzahl betätigt.

Genauer gesagt, der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl wird winklig durch den Nocken 21 für hohe Drehzahl bewegt, und die Winkelbewegung des Kipphebels 14 für hohe Dreh­ zahl wird durch die Kipphebelwelle 11 auf den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl übertragen.

Dies liegt daran, daß der Nockenhub des Nockens 21 für hohe Drehzahl größer ist als der Nockenhub des Nockens 20 für niedrige Drehzahl, wie in Fig. 10 gezeigt. Deshalb überragt die Schwenkbewegung des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl, die durch den Nocken 21 für hohe Drehzahl verursacht wird, die Schwenkbewegung, die sonst durch den Nocken 20 für niedrige Drehzahl verursacht würde. Während der Nocken 20 für niedrige Drehzahl leerläuft, wird der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl gemäß dem Nockenprofil des Nockens 13 für hohe Drehzahl winklig bewegt, wobei er das Ventil 16a (16b) im Betriebsbereich mit hoher Drehzahl öffnet und schließt.

Die Fig. 11 bis 14 zeigen Abwandlungen der Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist.

Bei der in Fig. 11 gezeigten Abänderung weist der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl eine zweizinkig gegabelte Ausbildung auf, um zwei Einlaßventile 16a gleichzeitig zu öffnen und zu schließen.

Bei der in Fig. 12 gezeigten Abänderung ist die Eingriffseinrichtung R in jenem Ab­ schnitt der Kipphebelwelle 11 angeordnet, an dem der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl und nicht der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl schwenkbar gelagert ist. Wenn die Eingriffseinrichtung R den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl von der Kipphebelwelle 11 löst, wird keine Bewegung des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl auf den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl überragen. Deshalb wird der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl vom Nocken 20 für niedrige Drehzahl winklig bewegt. Wenn die Eingriffseinrichtung R den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl an der Kipphebelwelle 11 festlegt, dann wird die Bewegung des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl auf den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl übertragen, der nun vom Nocken 21 für hohe Drehzahl winklig bewegt wird. Die Ventilbetätigungsvorrichtung, die in Fig. 12 gezeigt ist, arbeitet somit auf dieselbe Weise wie die Ventilbetätigungsvorrichtung, die in Fig. 11 gezeigt ist.

Die abgeänderte Ventilbetätigungsvorrichtung, die in Fig. 13 gezeigt ist, umfaßt zwei Kipphebel 13, die entsprechend zwei Einlaßventilen 16a zugeordnet sind. Jeder der Kipphebel 13 ist an der Kipphebelwelle 11 befestigt. Wie bei der in Fig. 12 gezeigten Abänderung ist die Eingriffseinrichtung R zwischen dem Kipphebel 14 für hohe Dreh­ zahl und der Kipphebelwelle 11 angeordnet. Die Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl bewirken das Öffnen und Schließen der Einlaßventile 16a gleichzeitig und auf dieselbe Weise, wie in Fig. 12 gezeigt.

Die in Fig. 13 gezeigte abgeänderte Ventilbetätigungsvorrichtung umfaßt zwei Kipphebel 13, die zwei Einlaßventilen 16a jeweils zugeordnet sind, wobei die Eingriffseinrichtung R in Kombination mit den jeweiligen Kipphebeln 13 vorgesehen ist. Die Zeitpunkte zum Öffnen und Schließen des Ansaugventils 16a können für jeden der Kipphebel 13 her­ gestellt werden.

Bei jeder Ventilbetätigungsvorrichtung, die in den Fig. 1 und 11 bis 14 gezeigt ist, werden die Kipphebelwelle 11 und der Kipphebel 13 für hohe Drehzahl oder der Kipp­ hebel 14 für niedrige Drehzahl durch die Eingriffseinrichtung R sanft in oder außer Eingriff gebracht. Der Ventil-Betriebsart-Umschaltvorgang ist deshalb zuverlässig ge­ worden, und das Gewicht der Ventilbetätigungsvorrichtung ist daran gehindert, zu­ zunehmen, was ein rascheres Ansprechverhalten erbringt. Die hydraulische Druckein­ richtung P in der Betätigungseinrichtung D kann genau den Kupplungsstift 31 wahlweise zwischen der Ruhelage und der ausgefahrenen Lage bewegen, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors und der Last des Motors.

Fig. 15 zeigt die Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung.

Die Ventilbetätigungsvorrichtung, die in Fig. 15 gezeigt ist, ist in einem Vier-Ventil- Motor enthalten, in dem jeder einer Anzahl von Zylindern ein Paar Einlaßventile 16a, 16b aufweist.

In den Fig. 15 und 16 ist eine Kipphebelwelle 11 drehbar in einem Zylinderkopf durch Kipphebel-Radiallager 72 gelagert. Die Kipphebelwelle 11 trägt einen Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl und einen Kipphebel 14 für hohe Drehzahl, die sich zueinander parallel erstrecken. Die Kipphebelwelle 11 weist einen ersten Kipphebelträger 11a, an dem der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl drehbar gelagert ist, und einen zweiten, mit einem Außengewinde versehenen Kipphebelträger 11b, an dem der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl fest in Schraubeingriff getragen ist, auf. Der Kipphebel 13 für niedri­ ge Drehzahl ist an der Drehung durch eine Kontermutter 15 gehindert, die auch über den zweiten Kipphebelträger 11b der Kipphebelwelle 11 aufgeschraubt ist. Wenn der Motor in Betrieb ist, dann ist der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl gemeinsam mit der Kipphebelwelle 11 winklig beweglich.

Der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl weist eine zweizinkig gegabelte Endspitze an auf, die aus einem Paar Abzweigarmen 13a, 13b zusammengesetzt ist, die gegen das jeweilige Schaftende der Ventile (Einlaßventile oder Auslaßventile) 16a, 16b in einem Zylinder gehalten sind. Wie in Fig. 18 gezeigt, sind Ausgleichsbeilagen 16c zum Einstellen des Ventilspiels zwischen den Schaftenden der Ventile 16a, 16b und den verzweigten Enden 13a, 13b des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl angeordnet.

Der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl weist eine hierin gebildete Öffnung 18 auf, und ein Wälzglied bzw. eine Rolle 17 ist drehbar in der Öffnung 18 durch eine Welle 19 getragen. Wie in Fig. 18 gezeigt, ist ein Nocken 20 für niedrige Drehzahl oberhalb des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl angeordnet. Der Nocken 20 für niedrige Drehzahl und ein Nocken 21 für hohe Drehzahl (siehe Fig. 19) sind an einer Nockenwelle 20 angebracht. Der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl kann winklig um die Kipphebelwel­ le 11 durch den Nocken 20 für niedrige Drehzahl bewegt werden, der abrollend gegen die Rolle 17 gehalten ist.

Der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl weist Vorsprünge 14a, 14b auf, die sich von der Kipphebelwelle 11 aus radial nach außen erstrecken. Gegen einen der Vorsprünge 14a ist ein federvorgespannter Hubmechanismus 23 als eine erste Vorspanneinrichtung zum Tragen des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl gehalten. Der Hubmechanismus 23 weist einen mit einem Boden versehenen Zylinder 26 auf, der fest in eine Anbringungsöff­ nung 24 eingesetzt ist, die in einem Nockenwellen-Radiallager 25 des Zylinderkopfes gebildet ist. Der Hubmechanismus 23 weist auch einen mit Boden versehenen Zylinder 27 auf, der beweglich im festen Zylinder 26 angebracht ist, wobei der bewegliche Zylinder 27 aus dem festen Zylinder 26 ausfahrbar und in ihn einziehbar ist. Der bewegliche Zylinder 27 wird normalerweise in einer solchen Richtung belastet, daß er aus dem festen Zylinder 26 herausragt, und zwar durch eine Spiralfeder 28, die zwischen dem festen und dem beweglichen Zylinder 26, 27 angeordnet ist. Unter der Last der Spiralfeder 28 wird ein vorspringendes Ende 27a des beweglichen Zylinders 27 gegen den Vorsprung 14a des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl angedrückt.

Der andere Vorsprung 14b des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl weist ein Gleitelement 29 auf, das verschieblich gegen den Nocken 21 für hohe Drehzahl gehalten ist. Während sich der Motor in Betrieb befindet, ist der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl rund um die Kipphebelwelle 11 winklig beweglich.

Die Kipphebelwelle 11 weist eine Eingriffseinrichtung R auf, um den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl wahlweise in und außer Eingriff mit der Kipphebelwelle 11 zu bringen, um die Kipphebel 13, 14 für niedrige und hohe Drehzahl in und außer Eingriff zu bringen. Die Eingriffseinrichtung R weist einen Kupplungsstift 31 auf, der in Fig. 20 gezeigt ist. Wie in Fig. 19 gezeigt, ist der Kupplungsstift 31 in einer Durchgangsöff­ nung 32 angebracht, die in der Kipphebelwelle 11 quer zu deren Achse ausgebildet ist. Die Kipphebelwelle 11 weist auch einen Ölkanal 33 auf, der axial mittig hiervon gebildet ist. Deshalb erstreckt sich die Durchgangsöffnung 32 senkrecht und quer zum Ölkanal 33. Die Durchgangsöffnung 32 weist einen Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser auf, der sich am einen offenen Abschnitt hiervon öffnet, und einen Abschnitt 35 mit kleinerem Durchmesser, der sich am anderen offenen Abschnitt hiervon öffnet, mit einem Absatz 36, der zwischen den Abschnitten 34, 35 mit größerem und kleinerem Durchmesser angeordnet ist.

Wie in Fig. 20 gezeigt, weist der Kupplungsstift 31 einen Flansch 38 mit größerem Durchmesser am einen Ende eines Schaftes 37 auf, der im wesentlichen in Form eines runden Stabes vorliegt. Der Schaft 37 ist verschieblich in den Abschnitt 35 mit kleinerem Durchmesser eingeführt, und der Flansch 38 ist verschieblich in den Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser eingeführt. Das andere Ende des Schaftes 37 weist eine abge­ rundete, halbkugelige, konvexe Oberfläche (gekrümmte konvexe Oberfläche) 37a mit einem Krümmungsradius auf, der im wesentlichen derselbe ist wie der Krümmungsradius der äußeren Umfangsfläche der Kipphebelwelle 11. Der Flansch 38 weist ebenfalls an seinem äußeren Ende eine abgerundete, halbkugelige, konvexe Fläche (gekrümmte konvexe Fläche) 38a mit einem Krümmungsradius auf, der im wesentlichen derselbe ist wie der Krümmungsradius der Gleitfläche des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl, woran die Kipphebelwelle 11 gleitet. Wie in Fig. 20 gezeigt, weist der Kupplungsstift 31 auch einen im wesentlichen T-förmigen Ölkanal 41 auf, der hierin gebildet ist und der eine Verbindung zwischen einer Öffnung 39 an der Endspitze der halbkugeligen konvexen Fläche 38a und einem Paar Öffnungen 40a, 40b an der äußeren Umfangsfläche des Schaftes 37 vorsieht. Arbeitsöl im Ölkanal 33 kann von den Öffnungen 40a, 40b durch den Ölkanal 41 zu einer Ölkammer r (Fig. 17) gefördert werden, die in zugewandter Zuordnung zur halbkugeligen konvexen Fläche 38a des Flansches 38 gebildet ist.

Der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl weist eine in seiner Gleitfläche (drehbare Fläche) gebildete Aufnahmeöffnung 42 auf, die gegenüber der Kipphebelwelle 11 gleitet, wobei die Aufnahmeöffnung 42 auf den Abschnitt 35 mit kleinerem Durchmesser der Durch­ gangsöffnung 32 ausgerichtet ist. Der Schaft 37 des Kupplungsstiftes 31 weist eine Endspitze auf, die in die Aufnahmeöffnung 42 eingeführt werden kann. Eine Rückstell­ feder 43 in Form einer Spiralfeder ist zwischen dem Absatz 36 im Durchgangsloch 32 und dem Flansch 38 des Kupplungsstiftes 31 angeordnet. Der Kupplungsstift 31 wird normalerweise so belastet, daß er die halbkugelige konvexe Fläche 38a gegen die drehbare Fläche des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl unter der Kraft der Rückstellfeder 43 andrückt. Die Länge des Kupplungsstiftes 31 ist so gewählt, daß dann, wenn die halbkugelige konvexe Fläche 38a gegen die drehbare Fläche des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl angedrückt wird, die Endspitze des Schaftes 37 des Kupplungsstiftes 31 innerhalb des Abschnitts 35 mit kleinerem Durchmesser des Durchgangslochs 32 einge­ zogen bleibt.

Der Ölkanal 33 wird in Verbindung mit der hydraulischen Druckeinrichtung P gehalten, welche dieselbe ist, wie in Fig. 6 gezeigt, und der zugeführte hydraulische Druck wird vom Rechner 65 der hydraulischen Druckeinrichtung P gesteuert. Deshalb wird die hydraulische Druckeinrichtung P nicht im einzelnen nachfolgend beschrieben.

Die Wirkungsweise der in Fig. 15 gezeigten Ventilbetätigungsvorrichtung wird nachfol­ gend beschrieben.

Wenn der Motor im niedrigen Drehzahlbereich arbeitet, in dem die Drehzahl des Motors verhältnismäßig niedrig ist, schaltet der Rechner 65 das Richtungssteuerventil 63 ab. Deshalb wird, wie in den Fig. 17 und 19 gezeigt, die Endspitze des Schaftes 37 des Kupplungsstiftes 31 in der Durchgangsöffnung 32 unter der Vorspannung der Rückstell­ feder 43 gehalten. Wenn der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl winklig rund um die Kipphebelwelle 11 durch den Nocken 21 für hohe Drehzahl bewegt wird, dann arbeitet der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl unabhängig voh der Kipphebelwelle 11. Deshalb wird die Bewegung des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl nicht auf die Ventile 16a, 16b übertragen, die vom Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl geöffnet und geschlossen werden.

Wenn die Drehzahl des Motors zunimmt und in einen hohen Drehzahlbereich gelangt, dann schaltet der Rechner 65 das Richtungssteuerventil 63 an, um Öl unter Druck durch die Ölkanäle 33, 41 zur Ölkammer r einzuspeisen. Der Kupplungsstift 31 wird nun in die ausgefahrene Lage entgegen der Belastung der Rückstellfeder 43 versetzt. Insbesondere befindet sich, wie in den Fig. 21 und 22 gezeigt, zu dem Zeitpunkt der Abschnitt 35 mit kleinerem Durchmesser der Durchgangsöffnung 32 in Ausrichtung auf die Aufnahme­ öffnung 42 im Kipphebel 14 für hohe Drehzahl, und die Endspitze des Schaftes 37 des Kupplungsstiftes 31 wird in die Aufnahmeöffnung 42 unter dem zugeführten Öldruck entgegen der Spannkraft der Rückstellfeder 43 hinein verschoben. Der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl steht nun in Eingriff mit der Kipphebelwelle 11, so daß die Kipphebel 13, 14 für niedrige und hohe Drehzahl miteinander verriegelt sind. Die Bewegung des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl, die vom Nocken 21 für hohe Drehzahl herbeigeführt wird, wird durch den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl auf die Ventile 16a, 16b übertragen. Deshalb werden die Ventile 16a, 16b vom Nocken 21 für hohe Drehzahl geöffnet und geschlossen.

Die in den Fig. 15 bis 23 gezeigte Ventilbetätigungsvorrichtung bietet die folgenden Vorzüge: die Durchgangsöffnung 32 ist in der Kipphebelwelle 1 quer zu deren Achse vorgesehen, und der Kupplungsstift 31, die Rückstellfeder 43 und die Ölkammer r (die zwischen der Innenfläche des Abschnitts 34 mit größerem Durchmesser der Durch­ gangsöffnung 32, der halbkugeligen konvexen Fläche 38a des Kupplungsstiftes 31 und der drehbaren Fläche 14c des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl gebildet ist) sind in der Durchgangsöffnung 32 angeordnet. Deshalb sind keinerlei Komponenten der Eingriffsein­ richtung R in dem Kipphebel 14 für hohe Drehzahl angebracht, der seinerseits wiederum im Aufbau vereinfacht ist. Der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl muß lediglich die Aufnahmeöffnung 42 aufweisen, die in seiner Gleitfläche (drehbaren Fläche) gebildet ist, gegenüber welcher die Kipphebelwelle 11 verschieblich ist, wobei die Aufnahmeöff­ nung 42 imstande ist, die Endspitze des Schaftes 37 des Kupplungsstiftes 31 aufzuneh­ men. Demzufolge ist es einfach, den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl herzustellen. Die Aufnahmeöffnung 42 muß nicht besonders hochgenau sein und kann deshalb mühelos spanend hergestellt werden, weil sie lediglich so bemessen sein muß, daß es das äußerste Ende des Schaftes 37 des Kupplungsstiftes 31 aufnimmt.

Da ferner der Kupplungsstift 31 und die Rückstellfeder 43 in der Durchgangsöffnung 32 in der Kipphebelwelle 11 aufgenommen sind, kann die Kipphebelwelle 11 leichter hergestellt werden, als wenn die Kipphebelwelle 11 ein Sackloch hätte, das hierin ausgebildet wäre. Soweit die Gleitflächen der Durchgangsöffnung 32 und des Kupp­ lungsstiftes 31 verhältnismäßig mühelos geschliffen werden können, können die Kipp­ hebelwelle 11 und der Kupplungsstift 31 mit erhöhter Genauigkeit hergestellt werden.

Wenn das äußerste Ende des Schaftes 37 in die Aufnahmeöffnung 42 im Kipphebel 14 für hohe Drehzahl eingeführt wird, um den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl in Eingriff mit der Kipphebelwelle 11 zu halten, dann ist der Schaft 37 des Kupplungsstiftes 31 Scherspannungen ausgesetzt. Der Schaft 37 weist jedoch gegenüber solchen Scher­ spannungen eine hohe mechanische Festigkeit auf, weil hierin keinerlei Ölkanäle ausge­ bildet sind. Die Länge des Abschnitts 35 des kleineren Durchmessers der Durchgangs­ öffnung 32 ist unmittelbar als Länge einer Stiftführung verfügbar, um den Kupplungs­ stift 31 zu tragen. Die Länge der Stiftführung kann verhältnismäßig groß sein, so daß der Kupplungsstift 31 keine unerwünschte Wackelbewegung durchführt und zuverlässig und stabil gelagert werden kann.

Außerdem werden die folgenden zusätzlichen Vorzüge von der Ventilbetätigungsvor­ richtung geliefert, die in den Fig. 15 bis 23 gezeigt ist.

Die Rolle 17 ist in rollender Berührung mit dem Nocken 20 für niedrige Drehzahl gehalten und ist am Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl angebracht, und das Gleit­ element 29 ist in Gleitberührung mit dem Nocken 21 für hohe Geschwindigkeit gehalten und am Kipphebel 14 für hohe Geschwindigkeit vorgesehen. Im Motor-Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl dreht sich die Rolle 17 des Kipphebels 13 mit niedriger Drehzahl längs der Nockenfläche des Nockens 20 mit niedriger Drehzahl, um die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Ventile 16a, 16b zu steuern. Deshalb ist der Reibungswiderstand zwischen dem Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl und der Nockenoberfläche des Nockens 20 für niedrige Drehzahl um etwa 10% niedriger im niedrigen Drehzahlbereich des Motorbetriebs als er es wäre, wenn der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl einen Kipphebel der Gleitelement-Art aufwiese. Als Ergebnis kann das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Ventilbetätigungsvorrichtung zu betätigen, bis auf 1/2 bis 1/3 verringert werden, wie in Fig. 24 gezeigt. Bei der erfindungsgemäßen Ventilbetäti­ gungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl gleitend gegen den Nocken 21 für hohe Drehzahl vom Hubmechanismus 23 auch im Motor-Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl gehalten. Das Gleitelement 29 greift ständig reibend in den Nocken 21 für hohe Drehzahl ein, aber die Reibung erhebt keinerlei beträchtliches Problem, da sie nur 1/5 oder weniger der Reibung beträgt, die von der Ventilfeder verursacht wird.

Fig. 24 zeigt, wie das Drehmoment, das zum Betätigen der Ventilbetätigungsvorrichtung erforderlich ist, sich mit der Drehzahl des Motors ändert. In Fig. 24 bezeichnet die mit ausgezogener Linie gezeichnete charakteristische Kurve A das sich ändernde Drehmo­ ment, das erforderlich ist, um die Ventilbetätigungsvorrichtung zu betätigen, die den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl mit der Rolle 17 verwendet, und die strichpunktierte charakteristische Kurve B bezeichnet das sich ändernde Drehmoment, das erforderlich ist, um die Ventilbetätigungsvorrichtung zu betätigen, wenn der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl in Form eines gleitelementartigen Kipphebels vorliegt.

Fig. 25 zeigt, wie sich der Reibungswiderstand des Motors in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors ändert, und Fig. 26 zeigt, wie sich das volle Motor-Drehmoment in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors ändert. Sowohl in Fig. 25 als auch in Fig. 26 stellt die ausgezogene charakteristische Kurve A den sich ändernden Reibungswider­ stand des Motors oder das sich ändernde volle Motor-Drehmoment dar, der bzw. das unter Verwendung des Kipphebels 13 für niedrige Drehzahl mit der Rolle 17 erzeugt wird, und die strichpunktierte charakteristische Kurve B bezeichnet den sich ändernden Reibungswiderstand oder das sich ändernde volle Motor-Drehmoment, der bzw. das erzeugt wird, wenn der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl in Form eines gleitelement­ artigen Kipphebels vorliegt.

Wegen des verringerten Drehmoments, das erforderlich ist, um die Ventilbetätigungs­ vorrichtung zu betätigen, kann der Reibungswiderstand des Motors insgesamt um etwa 10% im niedrigen Drehzahlbereich verringert werden, wie in Fig. 25 gezeigt, und das volle Motor-Drehmoment kann um etwa 1 bis 2% im niedrigen Drehzahlbereich (etwa 4500 min^-1 oder weniger) erhöht werden, wie in Fig. 26 gezeigt.

Im Motor-Betriebsbereich mit hoher Drehzahl gleitet das Gleitelement 29 des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl längs der Nockenfläche des Nockens 21 für hohe Drehzahl zur Steuerung des Zeitpunktes zum Öffnen und Schließen der Ventile 16a, 16b. Deshalb wird der Zeitraum, der abgedeckt ist, wenn die Ventile 16a, 16b im hohen Drehzahl­ bereich geöffnet sind, daran gehindert, einer Verringerung unterzogen zu werden, die sonst stattfinden würde, wenn der Kipphebel mit der Rolle 17 im hohen Drehzahlbereich verwendet würde, mit dem Ergebnis, daß das Motor-Drehmoment selbst im hohen Drehzahlbereich noch erhöht werden kann.

Genauer gesagt, es wird davon ausgegangen, daß der Kipphebel (Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl) mit der Rolle 17 gegen den Nocken 21 für hohe Drehzahl gehalten würde. Da der Radius der Rolle 17, die gegen den Nocken 21 für hohe Drehzahl gehal­ ten wird, kleiner wäre als der Krümmungsradius des Gleitelements des gleitelement­ artigen Kipphebels 14, der gegen den Nocken 21 für hohe Drehzahl gehalten wird, würden, wenn der Nocken 21 für hohe Drehzahl winklig bewegt würde, um seinen Berührungspunkt von einem Basis-Kreisabschnitt zu einem Nockenvorsprung zu ver­ schieben, um das Anheben der Ventile 16a, 16b zu beginnen, die Ventile 16a, 16b mit einer niedrigeren Geschwindigkeit angehoben, wie in Fig. 27 gezeigt. Fig. 27 zeigt eine gestrichelte charakteristische Kurve C, die den Hub der Ventile 16a, 16b bezeichnet, die vom Kipphebel mit der Rolle 17 betätigt werden, eine gestrichelte charakteristische Kurve D, welche die Beschleunigung der Ventile 16a, 16b bezeichnet, die vom Kipp­ 31762 00070 552 001000280000000200012000285913165100040 0002004190087 00004 31643hebel mit der Rolle 17 angehoben werden, eine ausgezogene charakteristische Kurve E, welche den Hub der Ventile 16a, 16b bezeichnet, die von dem gleitelementartigen Kipphebel betätigt werden, und eine ausgezogene charakteristische Kurve F, die die Beschleunigung der Ventile 16a, 16b bezeichnet, die vom gleitelementartigen Kipphebel angehoben werden. Wie aus Fig. 27 ersichtlich ist, sind, wenn der Kipphebel mit der Rolle 17 im hohen Drehzahlbereich verwendet wird, die positiven Beschleunigungs­ intervalle (für die charakteristische Kurve D) in den Anfangs- und Endperioden des Ventilhubs der Ventile 16a, 16b länger als die positiven Beschleunigungsintervalle (für die charakteristische Kurve F) in den Anfangs- und Endperioden des Ventilhubs der Ventile 16a, 16b, die von dem gleitelementartigen Kipphebel betätigt werden. Deshalb wäre die Geschwindigkeit, mit der die Ventile angehoben würden, kleiner, und die Motorleistung würde im hohen Drehzahlbereich verringert.

Wenn es gewünscht ist, den Kipphebel mit der Rolle 17 zu verwenden, um dieselben Hubkurven oder charakteristischen Kurven wie jene zu erhalten, die unter Verwendung des gleitelementartigen Kipphebels 14 geliefert werden, dann ist es, wie in Fig. 28 gezeigt, erforderlich, die Aussparungen 21c zu verringern, die zwischen einem Basis- Kreisabschnitt 21a und einem Nockenvorsprung 21b des Nockens 21 gebildet sind.

Die Aussparungen 21c werden durch ein Schleifrad 44 (Fig. 28) bei der Herstellung des Nockens 21 geschliffen. Deshalb sind die Abmessungen der Aussparungen 21c durch den Radius R des Schleifrades 44 begrenzt. Wenn der Radius R des Schleifrades 44 verrin­ gert, und das Schleifrad 44 wird rasch abgenutzt, was zu einer Verringerung in der Produktivität führt. Weil aber der Radius R des Schleifrades 44 nicht unter einen bestimmten Wert verringert werden kann, wäre es für den Kipphebel mit der Rolle 17 unmöglich, dieselben Hubkurven oder charakteristischen Kurven wie jene zu liefern, die unter Verwendung eines gleitelementartigen Kipphebels 14 erzeugt werden. Dement­ sprechend würden die positiven Beschleunigungsintervalle (für die charakteristische Kurve D) in der Anfangs- und Endperiode des Ventilhubes der Ventile 16a, 16b länger als die positiven Beschleunigungsintervalle (für die charakteristische Kurve F) in den Anfangs- und Endperioden des Ventilhubes der Ventile 16a, 16b, die von dem gleit­ elementartigen Kipphebel 14 betätigt werden. Demzufolge kann im Hochgeschwindig­ keitsbereich des Motorbetriebs die Motorleistung höher gemacht werden, wenn man den gleitelementartigen Kipphebel 14 verwendet, als dann, wenn man den Kipphebel mit der Rolle 17 verwendet.

In jenem Fall, in dem das positive Beschleunigungsintervall in der Anfangs- und Endperiode des Ventilhubes der Ventile 16a, 16b jeweils länger ist, ist dann das negati­ ve Beschleunigungsintervall kürzer, was die maximale negative Beschleunigung β erhöht. Deshalb stehen die maximale negative Beschleunigung βR des Kipphebels mit der Rolle 17 und die maximale negative Beschleunigung βS des gleitelementartigen Kipphebels 14 in folgender Zuordnung:

βR < βS.

Die Grenzdrehzahl N des Motors, jenseits welcher der Kipphebel springen oder von der Nockenoberfläche abprallen würde, ist folgendermaßen gegeben:

wobei w die Trägheitsmasse des Ventilbetätigungssystems (zur Ventilseite umgeformt), g die Schwerkraftbeschleunigung und p die Last ist, die von der Ventilfeder aufgebracht wird. Da der Kipphebel mit der Rolle 17 eine größere träge Masse w (zur Ventilseite umgeformt) aufweist als der gleitelementartige Kipphebel, und da auch ßR < βS, ist verständlich, daß die Grenzdrehzahl N des Motors niedriger ist bei dem Kipphebel mit der Rolle 17. Wenn deshalb der Kipphebel mit der Rolle 17 verwendet wäre, dann würde die Motorleistung abgesenkt, da es schwierig wäre, die Motordrehzahl bis in den hohen Drehzahlbereich zu erhöhen. Die Grenzdrehzahl N des Motors könnte dadurch erhöht werden, daß man die Ventilfederlast p erhöht, aber die Reibung des Ventilbetätigungs­ systems würde dann ebenfalls erhöht, und ebenso wäre es mit den Kosten der Ventilfe­ der. Aus diesen Gründen ist die Verwendung eines gleitelementartigen Kipphebels 14 im hohen Drehzahlbereich effektiver beim Erhöhen der Motorleistung als die Verwendung eines Kipphebels mit der Rolle 17.

Wie oben beschrieben, ist bei der Ventilbetätigungsvorrichtung, die in Fig. 15 gezeigt ist, die Rolle 17, die in rollender Berührung mit dem Nocken 20 für niedrige Drehzahl gehalten ist, am Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl angebracht, und das Gleitelement 29 für die Gleitberührung mit dem Nocken 21 für hohe Drehzahl ist am Kipphebel 14 für hohe Drehzahl vorgesehen. Deshalb ist der Reibungswiderstand zwischen dem Nocken mit niedriger Drehzahl und dem Kipphebel mit niedrigen Drehzahlbereich verringert, und der Zeitraum, der abgedeckt wird, wenn die Ventile offen sind, ist an der Verringe­ rung gehindert, als Schutz gegen eine Verringerung in der Motor-Ausgangsleistung im hohen Drehzahlbereich.

Bei der in Fig. 15 dargestellten Ventilbetätigungsvorrichtung ist der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl fest mit der Kipphebelwelle 11 gekoppelt, und der Kipphebel 14 für die hohe Drehzahl ist schwenkbar an der Kipphebelwelle 11 gelagert, wobei die Ein­ griffseinrichtung R verwendet wird, um wahlweise den Eingriff zwischen Kipphebelwel­ le 11 und Kipphebel 14 für hohe Drehzahl herzustellen und zu lösen.

Andere Ausführungsbeispiele der Eingriffseinrichtung R werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 29 bis 34 beschrieben.

Die Eingriffseinrichtung R, die in Fig. 29 bis 31 gezeigt ist, ist im selben Kipphebel 14 für hohe Drehzahl angebracht wie jene der Ventilbetätigungsvorrichtung, die in Fig. 15 gezeigt ist. Deshalb wird der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl nachfolgend nicht im einzelnen beschrieben.

Die Eingriffseinrichtung R weist einen Kupplungsstift 31 auf, der durch die Betäti­ gungseinrichtung D betätigbar ist, die in Fig. 6 gezeigt ist, um wahlweise den Eingriff zwischen der Kipphebelwelle 11 und dem Kipphebel 14 für hohe Drehzahl herzustellen und zu lösen.

Der Kupplungsstift 31 ist in einer Durchgangsöffnung 32 angebracht, die in der Kipphebelwelle 11 quer zu deren Achse gebildet ist. Die Kipphebelwelle 11 weist auch einen Ölkanal 33 auf, der axial und mittig hierzu ausgebildet ist. Deshalb erstreckt sich die Durchgangsöffnung 32 senkrecht und quer zum Ölkanal 33. Die Durchgangsöff­ nung 32 weist einen Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser auf, der sich am einen offenen Ende hiervon öffnet, und einen Abschnitt 35 mit kleineren Durchmesser, der sich am anderen offenen Ende hiervon öffnet, mit einem Absatz 36, der zwischen den Abschnitten mit größerem und kleinerem Durchmesser 34, 35 angeordnet ist. Der Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser des Durchgangslochs 32 ist in Verbindung mit dem Ölkanal 33 gehalten.

Wie in Fig. 29 gezeigt, weist der Kupplungsstift 31 einen Flansch 38 mit größerem Durchmesser am einen Ende eines Schaftes 37 auf, der im wesentlichen die Form eines runden Stabes aufweist. Der Schaft 37 ist verschieblich in den Abschnitt 35 mit kleine­ rem Durchmesser eingeführt, und der Flansch 38 ist verschieblich in den Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser eingeführt. Das andere Ende des Schaftes 37 weist eine abgerundete, halbkugelige, konvexe Fläche (gekrümmte konvexe Fläche) 37a auf. Der Flansch 38 weist auch an seinem äußeren Ende eine abgerundete, halbkugelige, konvexe Fläche 38a auf, die im wesentlichen komplementär in ihrer Form zur Gleitfläche des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl ist, gegen welche die Kipphebelwelle 11 gleitend anliegt.

Der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl weist eine Aufnahmeöffnung 42 auf, die in seiner Gleitfläche (drehbare Fläche) gebildet ist, die gleitend gegen die Kipphebelwelle 11 anliegt, wobei die Aufnahmeöffnung 42 auf den Abschnitt 35 mit kleinerem Durch­ messer der Durchgangsöffnung 32 ausgerichtet ist. Der Schaft 37 des Kupplungsstiftes 31 weist eine Endspitze auf, die in die Aufnahmeöffnung 42 eingeführt werden kann. Eine Rückstellfeder (Vorspannglied) 43 in Form einer Spiralfeder ist zwischen dem Absatz 36 in der Durchgangsöffnung 32 und dem Flansch 38 des Kupplungsstiftes 31 angeordnet. Der Kupplungsstift 31 wird normalerweise so belastet, daß er die halbkuge­ lige konvexe Fläche 38a gegen die drehbare Fläche 14c des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl unter der Kraft der Rückstellfeder 43 andrückt. Die Länge des Kupplungsstiftes 31 ist so gewählt, daß dann, wenn die halbkugelige konvexe Fläche 38a gegen die drehbare Fläche 14c des Kipphebels 14 für hohe Geschwindigkeit angedrückt wird, die Endspitze des Schaftes 37 des Kupplungsstiftes 31 im Inneren des Abschnitts 35 mit kleinerem Durchmesser der Durchgangsöffnung 32 zurückgezogen bleibt.

Wie in den Fig. 30 und 31 gezeigt, sind Ölkanäle 44, 45 in der Kipphebelwelle 11 in jeweiligen Bereichen gebildet, in denen die Durchgangsöffnung 32 mit dem Ölkanal 33 verbunden ist. Die Ölkanäle 44, 45 dienen dazu, Öl unter Druck vom Ölkanal 33 zu der halbkugeligen, konvexen Fläche 38a des Kupplungsstiftes 31 zu fördern. Diese Ölkanäle 44, 45 sind als kreisförmige Öffnungen ausgebildet, die sich parallel zum Kupplungsstift 31 erstrecken und jeweils einen Durchmesser D aufweisen.

Der Ölkanal 33 ist in Verbindung mit der hydraulischen Druckeinrichtung P gehalten, die dieselbe ist, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist.

Die Wirkungsweise der in den Fig. 29 bis 31 gezeigten Ventilbetätigungsvorrichtung wird nachfolgend beschrieben.

Wenn der Motor in einem niedrigen Drehzahlbereich arbeitet, in dem die Drehzahl des Motors verhältnismäßig niedrig ist, bleibt das Richtungssteuerventil 63 unaktiviert. Deshalb wird, wie in den Fig. 29 und 30 gezeigt, die halbkugelige, konvexe Fläche 38a des Flansches 38 gegen die drehbare Fläche 14c des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl angedrückt und die Endspitze des Schaftes 37 des Kupplungsstiftes 31 wird im Abschnitt 35 mit kleinerem Durchmesser der Durchgangsöffnung 32 unter der Vorspannung der Rückstellfeder 43 gehalten. Da der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl von der Kipp­ hebelwelle 11 freigesetzt wird, wenn der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl winklig rund um die Kipphebelwelle 11 durch den Nocken 21 für hohe Drehzahl bewegt wird, arbeitet der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl unabhängig von der Kipphebelwelle 11. Deshalb arbeiten die Kipphebel 13, 14 für niedrige und hohe Drehzahl voneinander unabhängig. Die Bewegung des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl wird nicht auf die Ventile 16a, 16b übertragen, die durch den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl geöffnet und geschlossen werden, der vom Nocken 20 für niedrige Drehzahl betätigt wird.

Wenn die Drehzahl des Motors in den hohen Drehzahlbereich hinein zunimmt, dann wird das Richtungssteuerventil 63 betätigt, um Öl unter Druck dem Ölkanal 33 zu­ zuführen. Das unter Druck zugeführte Öl wird vom Ölkanal 33 in den Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser der Durchgangsöffnung 32 eingeleitet und dann durch die Ölkanäle 44, 45 zur Seite der halbkugeligen, konvexen Fläche 38a des Flansches 38 eingespeist. Wegen des Unterschiedes zwischen den gegenüberliegenden Druckbela­ stungsflächen des Flansches 38 bewirkt das unter Druck stehende Öl, daß der Kupp­ lungsstift 31 in den Fig. 29 und 30 nach oben geschoben wird. Demzufolge wird zum Zeitpunkt, zu dem der Abschnitt 35 mit kleinerem Durchmesser der Durchgangsöff­ nung 32 auf die Aufnahmeöffnung 42 im Kipphebel 14 für hohe Drehzahl ausgerichtet ist, der Kupplungsstift 31 in den Fig. 29 und 30 gegen die Federkraft der Rückstellfeder 43 nach oben verschoben, bis das Spitzenende des Schaftes 37 in die Aufnahmeöffnung 42 im Kipphebel 14 für hohe Drehzahl eingeführt ist, wie in den Fig. 32 und 33 gezeigt. Der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl greift nun in die Kipphebelwelle 11 so ein, daß die Kipphebel 13, 14 für niedrige und hohe Drehzahl miteinander verriegelt sind. Die Bewegung des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl, der vom Nocken 21 für hohe Drehzahl erregt wird, wird durch den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl auf die Ventile 16a, 16b übertragen. Deshalb werden die Ventile 16a, 16b vom Nocken 21 für hohe Drehzahl geöffnet und geschlossen.

Die obige Anordnung ist aus den folgenden Gründen vorteilhaft: Die Ölkanäle 44, 45 zum Zuführen von Öl unter Druck aus dem Ölkanal 33 zu der konvexen Oberfläche 38a des Kupplungsstiftes 31 sind in Bereichen gebildet, in denen die Durchgangsöffnung 32 mit dem Ölkanal 33 in der Kipphebelwelle 11 gekoppelt ist, wobei sich die Ölkanäle 44, 45 im wesentlichen parallel zum Kupplungsstift 31 erstrecken. Deshalb ist es nicht notwendig, die ringförmige Ölnut 57, wie sie in Fig. 4(a), 4(b), 5(a) und 5(b) gezeigt ist, rund um den Schaft 37 auszubilden, und es ist auch nicht notwendig, die Aussparungen p, wie sie in den Fig. 42 bis 44 gezeigt sind, im Flansch 38 zu bilden. Die Fig. 42 bis 44 zeigen einen Kupplungsstift 31, der vom Erfinder vor der Eingriffseinrichtung R vor­ geschlagen wurde, die in den Fig. 29 bis 31 gezeigt ist. Bei dem schon früher vor­ geschlagenen Kupplungsstift 31 liefern die Aussparungen p einen verhältnismäßig großen Ölkanal zwischen dem Ölkanal 33 und der Ölkammer r. Wenn jedoch der Kupplungsstift 31 in die Aufnahmeöffnung 42 hinein vorspringt, dann sind die Aussparungen p von der Feder 43 verengt und liefern nicht mehr eine ausreichende Querschnittsfläche für den Ölkanal. Gemäß der Eingriffseinrichtung R, die in den Fig. 29 bis 31 gezeigt ist, weist der Kupplungsstift 31 eine höhere mechanische Festigkeit auf als der Kupplungsstift 31 mit der ringförmigen Ölnut 57, die rund um den Schaft 37 gebildet ist. Außerdem ist der Längenabschnitt des Bereiches, in dem der Schaft 37 des Kupplungsstiftes 31 die innere Umfangsfläche der Durchgangsöffnung 32 berührt, d. h. jene Länge, die zur Führung des Kupplungsstiftes 31 zur Verfügung steht, nicht verringert, anders als beim Kupp­ lungsstift 31 mit der ringförmigen Ölnut 57, die rund um den Schaft 37 gebildet ist.

Demzufolge leidet der Kupplungsstift 31 unter einer Wackelbewegung, wenn er im Durchgangsloch 32 in der Kipphebelwelle 11 gleitet.

Die halbkugelige, konvexe Oberfläche 38a am Ende des Flansches 38, welche Ober­ fläche einen Krümmungsradius aufweist, der im wesentlichen derselbe ist wie jener der Gleitfläche (drehbare Fläche 14c) des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl, gegen welche die Kipphebelwelle 11 gleitend anliegt, und die drehbare Fläche 14c bilden gemeinsam eine keilförmige Ölkammer r, wie in Fig. 30 gezeigt. Bevor die Drehgeschwindigkeit des Motors zunimmt, wird die halbkugelige, konvexe Fläche 38a des Flansches 38 gegen die drehbare Fläche 14c des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl unter der Vorspannung der Rückstellfeder 43 angedrückt, und die Endspitze des Schaftes 37 des Kupplungsstiftes 31 ist in das Innere des Abschnitts 35 mit kleinerem Durchmesser der Durchgangsöffnung 32 eingezogen. Wenn die Drehzahl des Motors zunimmt, wird das Richtungssteuerventil 63 betätigt, um Öl unter Druck dem Ölkanal 33 zuzuführen. Der zugeführte Öldruck kann rasch in der keilförmigen Ölkammer r zwischen der halbkugeligen, konvexen Fläche 38a des Flansches 38 und der drehbaren Fläche 14c des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl wirken. Demzufolge kann der Öldruck mit verbessertem Ansprechverhalten wirksam werden und der Schaltvorgang zwischen dem eingekuppelten und dem freigege­ benen Zustand der Kipphebel 13, 14 für niedrige und hohe Drehzahl kann glatt durch­ geführt werden.

Der Flansch 38 des Kupplungsstiftes 31 ist im Durchmesser größer als die Aufnahme­ öffnung 42 des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl. Während der Kipphebel 14 un­ abhängig von der Kipphebelwelle 11 im Motor-Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl arbeitet, wird deshalb der Flansch 38 daran gehindert, in die Aufnahmeöffnung 42 einzutreten, selbst wenn der Flansch 38 die Lage der Aufnahmeöffnung 42 erreicht. Soweit das Ende des Flansches 38 geformt ist wie die halbkugelige, konvexe Oberfläche 38a, die im wesentlichen denselben Krümmungsradius wie den der Gleitfläche (drehbare Fläche 14a) des Kipphebels 14 für hohe Drehzahl aufweist, kann der Flansch 38 glatt sich hinter die Aufnahmeöffnung 42 bewegen, wenn der Flansch 38 die Lage des Loches 42 erreicht.

Weil kein spezieller Ölkanal 41 im Kupplungsstift 31 ausgebildet werden muß, kann der Kupplungsstift 31 noch leichter als jener Kupplungsstift 31 hergestellt werden, in dem ein Ölkanal ausgebildet ist.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Wie in Fig. 34 gezeigt, können zwei Paare von Ölkanälen 44a, 44b und 45a, 45b in der Kipphebelwelle 11 in jeweiligen Bereichen gebildet sein, in denen die Durch­ gangsöffnung 32 mit dem Ölkanal 33 verbunden ist. Die erhöhte Anzahl von Ölkanälen 44, 45 erhöht die Querschnittsfläche der Ölkanäle.

Die vorliegende Erfindung kann bei einem Motor mit zwei Ventilen Anwendung finden, bei dem ein Paar Einlaß- und Auslaßventile in einem Zylinder angeordnet sind.

Ein Spiel Cr zur Aufnahme der Wärmeausdehnung der Ventile muß grundsätzlich zwischen den Kipphebeln 13, 14 für niedrige und hohe Drehzahl und dem Einlaß- und Auslaßventil 16a, 16b vorgesehen sein.

Die Ventilbetätigungsvorrichtung, die in den Fig. 18 und 19 gezeigt ist, ist so angeord­ net, daß sie dem obigen Erfordernis entspricht. In Fig. 18 und 19 ist, weil eine zweite Spanneinrichtung (siehe eine Spiralfeder 75 in Fig. 36), die noch später beschrieben wird, nicht am Kipphebel 13 für die niedrige Drehzahl angebracht ist, ein Spiel Cr zwischen dem Nocken 20 für die niedrige Drehzahl und dem Kipphebel 13 für die niedrige Drehzahl vorgesehen. Der andere Kipphebel 14 für hohe Drehzahl wird gegen den Nocken 21 für hohe Drehzahl durch den federvorgespannten Hubmechanismus 23 als erste Spanneinrichtung angedrückt, was jegliches Spiel Cr zwischen dem Kipphebel 14 für hohe Drehzahl und dem Nocken 21 für hohe Drehzahl ausräumt.

Wenn die Eingriffseinrichtung R in der Freigabestellung steht, dann kann das Spiel Cr zwischen dem Nocken 20 für niedrige Drehzahl und dem Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl die Wärmeausdehnung des Einlaß- und Auslaßventils 16a, 16b aufnehmen. Wenn jedoch die Eingriffseinrichtung R in die Eingriffslage versetzt ist, um die Kipp­ hebelwelle 11 gegenüber dem Kipphebel 14 für hohe Drehzahl festzulegen, wobei Einlaß- und Auslaßventile 16a, 16b gegen den Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl infolge der Schwerkraft angedrückt sind, tritt das folgende Problem auf:

Die Spiele Cr zwischen dem Einlaß- und Auslaßventil 16a, 16b und dem Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl sowie zwischen dem Kipphebel 14 für hohe Drehzahl und dem Nocken 21 für hohe Drehzahl sind ausgeräumt. Deshalb wird die Wärmeexpansion des Einlaß- und Auslaßventils 16a, 16b nicht aufgenommen.

Bei der Ventilbetätigungsvorrichtung, die in den Fig. 35 bis 37 gezeigt ist, ist jedoch eine Spiralfeder 75 als zweite Spanneinrichtung am Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl angebracht. Der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl ist in einer zugewandten Zuordnung zum Einlaß- und Auslaßventil 16a, 16b über ein Spiel Cr und unter der Vorspannung der Spiralfeder 75 gehalten. In diesem Zustand wird die Eingriffseinrichtung R in die Eingriffslage versetzt, um die Kipphebelwelle 11 am Kipphebel 14 für hohe Drehzahl festzulegen. Wenn demzufolge die Eingriffseinrichtung R in die Eingriffslage versetzt wird, kann die Wärmeexpansion der Ventile vom Spiel aufgenommen werden, und der Kipphebel für hohe Drehzahl und das Durchgangsloch in der Kipphebelwelle sind insgesamt daran gehindert, aus der gegenseitigen Ausrichtung gebracht zu werden.

Wie in Fig. 35 gezeigt, weist eine erste Spanneinrichtung 51 einen festliegenden Zylinder 26 auf, der in einem Zylinderkopf angebracht ist, einen beweglichen Zylinder 27, der beweglich im festen Zylinder 26 angebracht ist, und zwar für die Bewegung in den festen Zylinder 26 hinein und aus diesem wieder hinaus. Der bewegliche Zylinder 27 ist mit seiner Endspitze gegen den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl gehalten, eine Druckfeder 73 ist zwischen den Zylindern 26, 27 angeordnet und weist eine verhältnismäßig große Federkonstante auf, eine Druckfeder 73 dient als ein zweites Spannteil, und eine Torsions-Schubfeder 74 (Fig. 36) ist zwischen der Kipphebelwelle und dem Kipphebel 14 für hohe Drehzahl angeordnet, wobei die Torsions-Schubfeder 74 als ein zweites Spannteil mit einer verhältnismäßig geringen Federkonstante dient, um den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl in Anlage gegen den Nocken 21 für hohe Drehzahl zu drücken.

Die Torsions-Schubfeder 74 steht mit dem einen Ende in Eingriff mit der Kipphebelwelle 11 und mit dem anderen Ende in Eingriff mit dem Kipphebel 14 für hohe Drehzahl. Die Torsions-Schubfeder 74 weist die Form einer Spiralfeder auf. Wenn die Druckfeder 73 in freiem Zustand bis zu ihrer Länge aufgeweitet ist, dann kann der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl zum Nocken 21 für hohe Drehzahl um einen Abstand gedreht werden, der einem Spiel Cr1 entspricht.

Bei der Ventilbetätigungsvorrichtung, die in den Fig. 18 und 19 gezeigt ist, wurde, wenn der Kupplungsstift 31 der Eingriffseinrichtung R von der Freigabelage in die Eingriffs­ lage versetzt wurde, der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl um das Spiel Cr durch den Hubmechanismus 23 versetzt, und die Mittelachsen der Aufnahmeöffnung 42 im Kipphebel 14 für hohe Drehzahl und der Kupplungsstift 31 können nicht aufeinander ausgerichtet sein. Als Ergebnis trifft, wenn der Kupplungsstift 31 gegen die Aufnahme­ öffnung 42 vorsteht, der Kupplungsstift 31 die Kante der Aufnahmeöffnung 42, und somit muß eine Vorschubkraft f (Fig. 41), die eine überschüssige Kraft zum Versetzen der Kante der Aufnahmeöffnung 42 umfaßt, auf den Kupplungsstift 31 aufgebracht werden.

Bei der Ventilbetätigungsvorrichtung, die in den Fig. 35 bis 37 gezeigt ist, ist die zweite Federkonstante der ersten Spanneinrichtung S1 auf einen verhältnismäßig kleinen Wert eingestellt. Deshalb wird selbst dann, wenn die Mittelachsen des Kupplungsstiftes 31 und der Aufnahmeöffnung 42 aus der Ausrichtung aufeinander verschoben sind, nur ein verhältnismäßig geringes Moment auf den Kipphebel 14 für hohe Drehzahl durch die Torsions-Schubfeder 74 aufgebracht. Als Ergebnis kann der Kupplungsstift 31, der der der Vortriebskraft f unter hydraulischem Druck ausgesetzt ist, in die Aufnahmeöffnung 42 hinein und aus dem störenden Eingriff mit der Kante der Aufnahmeöffnung 42 heraus verhältnismäßig glatt voranschreiten. Die Eingriffseinrichtung R kann somit mit hoher Zuverlässigkeit in die Eingriffslage umgeschaltet werden.

Die Ventilbetätigungsvorrichtung, die in den Fig. 35 bis 37 gezeigt ist, ist so angeord­ net, daß der Kipphebel 14 für hohe Drehzahl und die Kipphebelwelle 11 durch die Eingriffseinrichtung R in und außer Eingriff gebracht werden können und die erste Belastungseinrichtung S1 zwischen dem Kipphebel 14 für hohe Drehzahl und der Kipphebelwelle 11 angeordnet ist.

Statt einer solchen Anordnung kann auch der Kipphebel 13 für niedrige Drehzahl und die Kipphebelwelle 11 durch die Eingriffseinrichtung R in und außer Eingriff gebracht werden. Bei einer solchen Abänderung steht eine Torsions-Schubfeder (nicht gezeigt) mit einer verhältnismäßig geringen Federkonstante, die als eine zweite Spanneinrichtung dient, mit dem einen Ende in Eingriff mit einem ortsfesten Motorteil und greift mit dem anderen Ende in den Kipphebel für niedrige Drehzahl ein, wobei ein Spiel zwischen dem Kipphebel für niedrige Drehzahl und den Einlaß- und Auslaßventilen vorgesehen ist.

Es wird nun die industrielle Anwendbarkeit beschrieben.

Wie oben beschrieben, ist die Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wirksam zur Verwendung in Kraftfahrzeugmotoren mit obenliegender Nockenwelle und anderen Anwendungsfällen und ist besonders vorteilhaft, wenn sie in Kraftfahrzeugmotoren aufgenommen ist, deren Betriebsbedingungen, wie die Motor­ drehzahl, ständig in einem weiten Bereich variieren.

Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungsvorrichtung, die die Drehung der Kurbel­ welle eines Kraftfahrzeugmotors auf Einlaß- und Auslaßventile 16a, 16b überträgt, um die Ventile zu öffnen und zu schließen, und kann wahlweise den Zeitpunkt zum Öffnen und zum Schließen der Ventile sowie den Hub der Ventile ändern. Die Ventilbetäti­ gungsvorrichtung umfaßt eine Nockenwelle mit Nocken für niedrige und hohe Drehzahl sowie Kipphebel für niedrige und hohe Drehzahl, von denen einer an einer Kipp­ hebelwelle befestigt ist und der andere drehbar an dieser gelagert ist. Die Ventile können durch den Kipphebel für niedrige Drehzahl geöffnet und geschlossen werden. Der andere Kipphebel und die Kipphebelwelle können durch einen Eingriffsmecha­ nismus in und außer Eingriff gebracht werden, der durch einen Betätigungsmecha­ nismus in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors betätigt wird. Die Kipp­ hebelwelle und der Kipphebel für hohe oder niedrige Drehzahl können vom Eingriffs­ mechanismus für einen zuverlässigen Schaltvorgang glatt in und außer Eingriff ge­ bracht werden. Der Eingriffsmechanismus weist eine Öffnung auf die in einer dreh­ baren Lagerfläche des Kipphebels ausgebildet ist, einen Kolben, der in der Kipp­ hebelwelle angeordnet ist, sowie eine Ölkammer, die hinter dem rückwärtigen Ende des Kolbens gebildet ist. Der Betätigungsmechanismus weist einen Ölkanal auf, der in der Kipphebelwelle ausgebildet ist, und einen hydraulischen Druckmechanismus. Der hydraulische Druckmechanismus liefert Öl unter Druck zur Ölkammer, um die Kipp­ hebelwelle und den Kipphebel in und außer Eingriff zu bringen. Der Eingriffsmecha­ nismus weist eine verbesserte Haltbarkeit auf, kann mit raschem Ansprechverhalten den Betrieb zum Herstellen und Lösen des Eingriffs durchführen und kann glattere Schalt­ tätigkeiten durchführen. Der Ventilbetätigungsmechanismus, insbesondere die Kipp­ hebel, ist im Aufbau vereinfacht. Die Kipphebel können jeweils Rollen aufweisen, die in rollender Berührung mit den Nocken gehalten sind, für den verringerten Reibungs­ widerstand. Der Kipphebel für niedrige Drehzahl kann eine Rolle aufweisen, die in rollender Berührung mit dem Nocken für niedrige Drehzahl gehalten ist, und der Kipphebel für hohe Drehzahl kann ein Gleitelement aufweisen, das in Gleitberührung mit dem Nocken für hohe Drehzahl gehalten ist, so daß der Reibungswiderstand im niedrigen Drehzahlbereich verringert werden kann und der Zeitraum, der überstrichen wird, wenn die Ventile geöffnet sind, an der Verringerung gehindert ist, wodurch ein Verlust in der Motor-Ausgangsleistung im hohen Drehzahlbereich verringert ist.

Claims (60)

1. Ventilbetätigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, mit

• 1. einer Nockenwelle mit Nocken (20, 21) für niedrige und hohe Drehzahl, gekenn­ zeichnet durch
• 2. eine Kipphebelwelle (11), die neben der Nockenwelle drehbar gelagert ist,
• 3. mindestens einen Kipphebel (13) für niedrige Drehzahl, der an der Kipphebelwel­ le (11) starr befestigt ist und mit einem Ende gegen den Schaft eines Ventils (16a, 16b) gehalten ist und vom Nocken (20) für die niedrige Drehzahl betätigt wird,
• 4. einen Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl, der drehbar auf der Kipphebelwelle parallel zum Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl gelagert ist, und vom Nocken (21) für die hohe Drehzahl betätigt wird,
• 5. eine Eingriffseinrichtung (R) zum wahlweisen Herstellen und Lösen des Eingriffs von Kipphebelwelle (11) und Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl, und
• 6. eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Eingriffseinrichtung (R) in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors, um wahlweise die Kipphebelwel­ le (11) und den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl in und außer Eingriff zu bringen.

2. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen Ölkanal (33), der axial in der Kipphebelwelle (11) ausgebildet ist, und
• 2. eine hydraulische Druckeinrichtung (P), um Drucköl durch den Ölkanal (33) der Eingriffseinrichtung (R) zuzuführen, um die Eingriffseinrichtung (R) zu be­ tätigen.

3. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffseinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. eine Aufnahmeöffnung (42), die in der Lagerfläche des Kipphebels (14) für die hohe Drehzahl gebildet ist,
• 2. eine Durchgangsöffnung (32), die in der Kipphebelwelle (11) senkrecht zur Achse der Kipphebelwelle (11) gebildet ist und eine Mittelachse aufweist, die auf die Mittelachse der Aufnahmeöffnung (42) ausgerichtet ist, wenn der Grundkreis­ abschnitt des Nockens (21) für die hohe Drehzahl in Berührung mit dem Kipp­ hebel (14) für die hohe Drehzahl ist,
• 3. einen Kolben (31), der beweglich in der Durchgangsöffnung (32) angeordnet ist, zur Bewegung aus einer Ruhelage, in der der Kolben in der Durchgangsöffnung aufgenommen wird, in eine ausgefahrene Lage, in der der Kolben in die Auf­ nahmeöffnung (42) hin vorsteht, wobei der Kolben in die Aufnahmeöffnung einführbar ist, wenn die Mittelachsen von Aufnahmeöffnung und Durchgangsöff­ nung aufeinander ausgerichtet sind, und
• 4. eine Ölkammer, die zwischen dem rückwärtigen Ende des Kolbens (31) und der drehbare Fläche des Kipphebels (14) für hohe Drehzahl gebildet ist.

4. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen Ölkanal (33), der axial in der Kipphebelwelle (11) ausgebildet ist, und
• 2. eine hydraulische Druckeinrichtung (P), um Drucköl durch den Ölkanal (33) der Eingriffseinrichtung (R) zuzuführen, um den Kolben zu betätigen.

5. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl einstückig mit der Kipphebelwelle (11) ausgebildet ist.

6. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl auf die Kipphebelwelle (11) aufgeschraubt ist, und daß ferner eine Kontermutter (15) vorgesehen ist, durch welche der Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl auf der Kipphebelwelle (11) gesichert wird.

7. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kipphebelwelle (11) und der Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl durch eine Paßfeder (52) miteinander verbunden sind.

8. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl starr an der Kipphebelwelle (11) angebracht sind.

9. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Kipphebels (13) für die niedrige Drehzahl zu zwei Enden gegabelt ist, die beide auf die Schäfte von Ventilen (16a) einwirken.

10. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kipphebeln (14, 13) für die hohe und die niedrige Drehzahl jeweils Rollen (53, 17) mittig angebracht sind, und daß die Rollen mit den Nocken (21, 20) für die hohe und die niedrige Drehzahl zusammenwirken.

11. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl mittig eine Rolle (17) an­ gebracht ist, daß die Rolle mit dem Nocken (20) für die niedrige Drehzahl zusammen­ wirkt und daß am Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl ein Gleitelement (29) mittig angebracht ist, wobei das Gleitelement mit dem Nocken (21) für die hohe Drehzahl zusammenwirkt.

12. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine erste Spanneinrichtung (23; 56; S1) zum normalen Andrücken des Kipphebels(14) für die hohe Drehzahl gegen den Nocken (21) für die hohe Drehzahl, wobei die erste Spanneinrichtung ein Ende aufweist, das sich gegen ein ortsfestes Teil des Motors abstützt, während sich das andere Ende gegen den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl abstützt.

13. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spanneinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen festen, mit einem Boden versehenen Zylinder (26), der am ortsfesten Teil (25) angebracht ist,
• 2. einen beweglichen Zylinder (27), der axial beweglich im festen Zylinder an­ geordnet ist, wobei der bewegliche Zylinder eine Endspitze (27a) aufweist, die gegen den Kipphebel (14) für hohe Drehzahl gehalten wird, und
• 3. eine Druckfeder (28), die zwischen dem festen Zylinder und dem beweglichen Zylinder angeordnet ist.

14. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spanneinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. ein erstes Vorspannteil (74), das zwischen der Kipphebelwelle (11) und dem Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl angeordnet ist und eine verhältnismäßig kleine Federkonstante aufweist, um den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl gegen den Nocken (21) für die hohe Drehzahl zu belasten,
• 2. ein zweites Vorspannteil (73), das eine verhältnismäßig große Federkonstante aufweist, um den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl vom ortsfesten Teil weg zum Nocken (21) für die hohe Drehzahl hin zu belasten,

und dadurch, daß

• 1. das zweite Vorspannteil (73) und der Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl voneinander um ein Spiel (Cr1) getrennt sind, wenn der Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl gegen den Grundkreisabschnitt, des Nockens (21) für die hohe Drehzahl vom ersten Vorspannteil (74) gehalten wird.

15. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Vorspannteil (74) eine Feder (74) aufweist, die mit einem Ende in die Kipphe­ belwelle (11) und dem anderen Ende in den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl eingreift.

16. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Vorspannteil (73) die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen festen, mit einem Boden versehenen Zylinder (26), der am ortsfesten Teil (71) angebracht ist,
• 2. einen beweglichen Zylinder (27), der axial beweglich im festen Zylinder an­ geordnet ist, wobei der bewegliche Zylinder eine Endspitze aufweist, die zum Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl einen Abstand (Cr1) aufweist, wenn die Endspitze gegen den Grundkreisabschnitt gehalten ist, und
• 3. eine Feder (73), die zwischen dem festen Zylinder (26) und dem beweglichen Zylinder (27) angeordnet ist.

17. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, gekenn­ zeichnet durch eine zweite Spanneinrichtung (75), um den Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl gegen den Nocken (20) für die niedrige Drehzahl vorzuspannen, wobei der Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl zum Schaft des Ventils (16a) einen Abstand von einem geringen Spiel aufweist.

18. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spanneinrichtung eine Feder (75) aufweist, die rund um die Kipphebelwelle (11) angeordnet ist, und daß die Feder mit einem Ende in das ortsfeste Teil und mit dem anderen Ende in den Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl eingreift.

19. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Paar Federringe (50a, 50b), die den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl beiderseits einschließen und in die äußere Umfangsfläche der Kipp­ hebelwelle (11) eingreifen, wobei sie den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl gegen die Axialbewegung auf der Kipphebelwelle (11) sichern.

20. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 1. einen ersten Federring (50a), der gegen die eine Seite des Kipphebels (14) für die hohe Drehzahl gehalten wird und in die äußere Umfangsfläche der Kipphebelwel­ le (11) eingreift,
• 2. einen zweiten Federring (50b), der mit Abstand auf der anderen Seite des Kipp­ hebels (14) für die hohe Drehzahl angeordnet ist und in die äußere Umfangs­ fläche der Kipphebelwelle (11) eingreift, und
• 3. eine Feder (51), die unter Druck zwischen dem zweiten Federring und der ihm gegenüberliegenden Seite des Kipphebels (14) für die hohe Drehzahl eingesetzt ist und hierbei den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl gegen Axialbewegung auf der Kipphebelwelle sichert.

21. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, soweit diese die Merkmale des Anspruches 3 umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (42) einen gekrümmten, konkaven Boden aufweist, daß der Kolben (31) eine Endspitze aufweist, die in die Aufnahmeöffnung (42) einführbar ist, und daß die Endspitze eine gekrümmte, konvexe Oberfläche aufweist, die in der Form kom­ plementär zum Boden der Aufnahmeöffnung ausgebildet ist.

22. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, soweit diese die Merkmale des Anspruches 2 umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Druckeinrichtung (P) die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. eine Pumpe (58) zum Zuführen von Drucköl,
• 2. einen Ölzufuhrkanal (59) zum Zuführen des Drucköls von der Pumpe (58) zum Ölkanal (33) in der Kipphebelwelle (11),
• 3. einen hydraulischen Drucksteuermechanismus (60), der im Ölzufuhrkanal (59) angeordnet ist, um wahlweise die Verbindung zwischen der Pumpe (58) und dem Ölkanal (33) freizugeben oder abzusperren, und
• 4. ein Entlastungsventil (61), das im Ölzufuhrkanal (59) zwischen dem hydrau­ lischen Drucksteuermechanismus (60) und der Pumpe (58) angeordnet ist, um das Drucköl aus dem Ölzufuhrkanal abzulassen, wenn der Druck des Drucköls im Ölzufuhrkanal zwischen dem hydraulischen Drucksteuermechanismus und der Pumpe einen vorbestimmten Druck erreicht.

23. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Drucksteuermechanismus die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. ein Richtungssteuerventil (63), das zwischen einer ersten Lage, in der das Rich­ tungssteuerventil das Drucköl von der Pumpe (58) dem Ölkanal (33) zuführt, und einer zweiten Lage, in der das Richtungssteuerventil (63) die Druckölzufuhr von der Pumpe (58) zum Ölkanal (33) absperrt und den Ölkanal (33) mit einem Niederdruck-Öltank verbindet, verschiebbar ist,
• 2. einen Elektromagneten zum Umschalten des Richtungssteuerventils (63) wahl­ weise in die erste und zweite Lage, und
• 3. einen Rechner (65) zum Steuern des Elektromagneten in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors und der Last des Motors.

24. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (65) so programmiert ist, daß er den Elektromagneten erregt, um das Richtungssteuerventil (63) in die erste Lage zu bringen, wenn der Motor im hohen Drehzahlbereich unter hoher Last arbeitet, und den Elektromagneten abschaltet, um das Richtungssteuerventil in die zweite Lage zu bringen, wenn der Motor in einem niedrigen Drehzahlbereich unter einer niedrigen Last arbeitet.

25. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, soweit diese die Merkmale des Anspruches 3 umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffseinrichtung (R) ferner die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen Flansch (38) am einen Ende des Kolbens (31), und
• 2. ein Vorspannteil (43), das in der Durchgangsöffnung (32) aufgenommen und zwischen dem Flansch (38) und der Kipphebelwelle (11) angeordnet ist, um den Kolben (31) in die Ruhelage zu drücken, und
• 3. daß die Betätigungseinrichtung einen Öldurchlaß zum Einleiten des Drucköls aus dem Ölkanal (33) in die Ölkammer aufweist.

26. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkanal (33) die Durchgangsöffnung (32) schneidet.

27. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Öldurchlaß die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. eine Ölnut (57), die mittig in der äußeren Umfangsfläche des Kolbens (31) ausgeformt ist, und
• 2. einen Ölzuführkanal (41) im Kolben (31), der von der Ölnut (57) eine Verbin­ dung zur Ölkammer auf der einen Seite des Flansches (38) des Kolbens (31) herstellt.

28. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldurchlaß eine Aussparung aufweist, die in einer äußeren Umfangsfläche des Flansches (38) des Kolbens (31) ausgebildet ist.

29. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffseinrichtung ferner die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen Abschnitt (34) mit größerem Durchmesser am einen Ende der Durchgangs­ öffnung (32), wobei der Flansch am einen Ende des Kolbens in dem Abschnitt (34) mit größerem Durchmesser verschieblich ist,
• 2. einen Vorsprung am einen Ende des Kolbens (31), das im Abschnitt (34) mit größerem Durchmesser angeordnet ist,

und dadurch, daß

• 1. eine Feder (43) als Vorspannteil im Abschnitt (34) mit größerem Durchmesser aufgenommen ist und zwischen dem Flansch (38) und der Kipphebelwelle (11) angeordnet ist.

30. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung eine gekrümmte, konvexe Fläche aufweist, mit einem Krümmungsradius (R), der im wesentlichen derselbe ist wie der Krümmungsradius der äußeren Umfangs­ fläche der Kipphebelwelle (11).

31. Ventilbetätigungsvorrichtung zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor, mit einer Nockenwelle mit Nocken (20, 21) für niedrige und hohe Drehzahl, die hieran angebracht sind, gekennzeichnet durch

• 1. eine Kipphebelwelle (11), die neben der Nockenwelle drehbar gelagert ist,
• 2. einen Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl, der an der Kipphebelwelle (11) starr befestigt ist und um die Kipphebelwellenachse (11) vom Nocken (21) für die hohe Drehzahl schwenkbar ist,
• 3. mindestens einen Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl, der drehbar auf der Kipphebelwelle parallel zum Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl gelagert ist und mit einem Ende gegen den Schaft eines Ventils (16a, b) abgestützt ist, wobei der Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl vom Nocken (20) für die niedrige Drehzahl schwenkbar ist,
• 4. eine Eingriffseinrichtung (R) zum wahlweisen Herstellen und Lösen des Eingriffs von Kipphebelwelle (11) und Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl, und
• 5. eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Eingriffseinrichtung (R) in Abhän­ gigkeit vom Betriebszustand des Motors, um wahlweise die Kipphebelwelle (11) und den Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl in und außer Eingriff zu bringen.

32. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen Ölkanal (33), der axial in der Kipphebelwelle (11) ausgebildet ist, und
• 2. eine hydraulische Druckeinrichtung (P), um Drucköl durch den Ölkanal (33) der Eingriffseinrichtung (R) zuzuführen, um die Eingriffseinrichtung (R) zu betätigen.

33. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eingriffseinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. eine Aufnahmeöffnung (42), die in der Lagerfläche des Kipphebels (13) für die niedrige Drehzahl gebildet ist,
• 2. eine Durchgangsöffnung (32), die in der Kipphebelwelle (11) senkrecht zur Achse der Kipphebelwelle (11) gebildet ist und eine Mittelachse aufweist, die auf die Mittelachse der Aufnahmeöffnung (42) ausgerichtet ist, wenn der Grundkreisabschnitt des Nockens (20) für die niedrige Drehzahl in Berührung mit dem Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl gehalten ist,
• 3. einen Kolben (31), der beweglich in der Durchgangsöffnung (32) angeordnet ist, zur Bewegung aus einer Ruhelage, in der der Kolben in der Durchgangsöff­ nung aufgenommen wird, in eine ausgefahrene Lage, in der der Kolben in die Aufnahmeöffnung (42) hin vorsteht, wobei der Kolben in die Aufnahmeöffnung einführbar ist, wenn die Mittelachsen von Aufnahmeöffnung und Durchgangs­ öffnung aufeinander ausgerichtet sind, und
• 4. eine Ölkammer, die zwischen dem rückwärtigen Ende des Kolbens (31) und der drehbaren Fläche des Kipphebels (13) für niedrige Drehzahl gebildet ist.

34. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen Ölkanal (33), der axial in der Kipphebelwelle (11) ausgebildet ist, und
• 2. eine hydraulische Druckeinrichtung (P), um Drucköl durch den Ölkanal (33) der Eingriffseinrichtung (R) zuzuführen, um den Kolben zu betätigen.

35. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl einstückig mit der Kipphebelwelle (11) ausgebildet ist.

36. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl auf die Kipphebelwelle (11) aufgeschraubt ist, und daß ferner eine Kontermutter (15) vorgesehen ist, durch welche der Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl auf der Kipphebelwelle (11) gesichert wird.

37. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebelwelle (11) und der Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl durch eine Paßfeder (52) miteinander verbunden sind.

38. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl auf der Kipp­ hebelwelle (11) drehbar gelagert sind.

39. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Kipphebels (13) für die niedrige Drehzahl zu zwei Enden gegabelt ist, die beide auf die Schäfte von Ventilen (16a) einwirken.

40. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kipphebeln (14, 13) für die hohe und die niedrige Drehzahl jeweils Rollen (53, 17) mittig angebracht sind, und daß die Rollen mit den Nocken (21, 20) für die hohe und die niedrige Drehzahl zusammenwirken.

41. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß am Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl mittig eine Rolle (17) angebracht ist, daß die Rolle mit dem Nocken (20) für die niedrige Drehzahl zusammen­ wirkt und daß am Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl ein Gleitelement (29) mittig angebracht ist, wobei das Gleitelement mit dem Nocken (21) für die hohe Drehzahl zusammenwirkt.

42. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 41, gekenn­ zeichnet durch eine erste Spanneinrichtung (23; 56; S1) zum normalen Andrücken des Kipphebels (14) für die hohe Drehzahl gegen den Nocken (21) für die hohe Drehzahl, wobei die erste Spanneinrichtung ein Ende aufweist, das gegen ein ortsfestes Teil des Motors gehalten wird, während das andere Ende gegen den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl gehalten wird.

43. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spanneinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen festen, mit einem Boden versehenen Zylinder (26), der am ortsfesten Teil (25) angebracht ist,
• 2. einen beweglichen Zylinder (27), der axial beweglich im festen Zylinder an­ geordnet ist, wobei der bewegliche Zylinder eine Endspitze (27a) aufweist, die gegen den Kipphebel (14) für hohe Drehzahl gehalten wird, und
• 3. eine Druckfeder (28), die zwischen dem festen Zylinder und dem beweglichen Zylinder angeordnet ist.

44. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spanneinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. ein erstes Vorspannteil (74), das zwischen der Kipphebelwelle (11) und dem Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl angeordnet ist und eine verhältnismäßig kleine Federkonstante aufweist, um den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl gegen den Nocken (21) für die hohe Drehzahl zu belasten,
• 2. ein zweites Vorspannteil (73), das eine verhältnismäßig große Federkonstante aufweist, um den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl vom ortsfesten Teil weg zum Nocken (21) für die hohe Drehzahl hin zu belasten,

und dadurch, daß

• 1. das zweite Vorspannteil (73) und der Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl voneinander um ein Spiel (Cr1) getrennt sind, wenn der Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl gegen den Grundkreisabschnitt des Nockens (21) für die hohe Drehzahl vom ersten Vorspannteil (74) gehalten wird.

45. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Vorspannteil (74) eine Feder (74) aufweist, die mit einem Ende in die Kipphe­ belwelle (11) und dem anderen Ende in den Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl eingreift.

46. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Vorspannteil (73) die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen festen, mit einem Boden versehenen Zylinder (26), der am ortsfesten Teil (71) angebracht ist,
• 2. einen beweglichen Zylinder (27), der axial beweglich im festen Zylinder an­ geordnet ist, wobei der bewegliche Zylinder eine Endspitze aufweist, die zum Kipphebel (14) für die hohe Drehzahl einen Abstand (Cr1) aufweist, wenn die Endspitze gegen den Grundkreisabschnitt gehalten ist, und
• 3. eine Feder (73), die zwischen dem festen Zylinder (26) und dem beweglichen Zylinder (27) angeordnet ist.

47. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 42 bis 46, ferner gekennzeichnet durch eine zweite Spanneinrichtung (75), um den Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl gegen den Nocken (20) für die niedrige Drehzahl vorzuspannen, wobei der Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl zum Schaft des Ventils (16a) einen Abstand von einem geringen Spiel aufweist.

48. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spanneinrichtung eine Feder (75) aufweist, die rund um die Kipphebelwelle (11) angeordnet ist, und daß die Feder mit einem Ende in das ortsfeste Teil und mit dem anderen Ende in den Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl eingreift.

49. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 48, gekenn­ zeichnet durch ein Paar Federringe (50a, 50b), die den Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl beiderseits einschließen und in die äußere Umfangsfläche der Kipphebelwelle (11) eingreifen, wobei sie den Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl gegen die Axialbewegung auf der Kipphebelwelle (11) sichern.

50. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 49, ferner gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• 1. einen ersten Federring (50a), der gegen die eine Seite des Kipphebels (13) für die niedrige Drehzahl gehalten wird und in die äußere Umfangsfläche der Kipp­ hebelwelle (11) eingreift,
• 2. einen zweiten Federring (50b), der mit Abstand auf der anderen Seite des Kipp­ hebels (13) für die niedrige Drehzahl angeordnet ist und in die äußere Umfangs­ fläche der Kipphebelwelle (11) eingreift, und
• 3. eine Feder (51), die unter Druck zwischen dem zweiten Federring und der ihm gegenüberliegenden Seite des Kipphebels (13) für die niedrige Drehzahl einge­ setzt ist und hierbei den Kipphebel (13) für die niedrige Drehzahl gegen Axialbe­ wegung auf der Kipphebelwelle sichert.

51. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 50, soweit diese die Merkmale des Anspruchs 33 umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme­ öffnung (42) einen gekrümmten, konkaven Boden aufweist, daß der Kolben (31) eine Endspitze aufweist, die in die Aufnahmeöffnung (42) einführbar ist, und daß die End­ spitze eine gekrümmte, konvexe Oberfläche aufweist, die in der Form komplementär zum konkaven Boden der Aufnahmeöffnung ausgebildet ist.

52. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 51, soweit diese die Merkmale des Anspruchs 32 umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrau­ lische Druckeinrichtung (P) die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. eine Pumpe (58) zum Zuführen von Drucköl,
• 2. einen Ölzufuhrkanal (59) zum Zuführen des Drucköls von der Pumpe (58) zum Ölkanal (33) in der Kipphebelwelle (11),
• 3. einen hydraulischen Drucksteuermechanismus (60), der im Ölzufuhrkanal (59) angeordnet ist, um wahlweise die Verbindung zwischen der Pumpe (58) und dem Ölkanal (33) freizugeben oder abzusperren, und
• 4. ein Entlastungsventil (61), das im Ölzufuhrkanal (59) zwischen dem hydrau­ lischen Drucksteuermechanismus (60) und der Pumpe (58) angeordnet ist, um das Drucköl aus dem Ölzufuhrkanal abzulassen, wenn der Druck des Drucköls im Ölzufuhrkanal zwischen dem hydraulischen Drucksteuermechanismus und der Pumpe einen vorbestimmten Druck erreicht.

53. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Drucksteuermechanismus die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. ein Richtungssteuerventil (63), das zwischen einer ersten Lage, in der das Rich­ tungssteuerventil das Drucköl von der Pumpe (58) dem Ölkanal (33) zuführt, und einer zweiten Lage, in der das Richtungssteuerventil (63) die Druckölzufuhr von der Pumpe (58) zum Ölkanal (33) absperrt und den Ölkanal (33) mit einem Niederdruck-Öltank verbindet, verschiebbar ist,
• 2. einen Elektromagneten zum Umschalten des Richtungssteuerventils (63) wahl­ weise in die erste und zweite Lage, und
• 3. einen Rechner (65) zum Steuern des Elektromagneten in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors und der Last des Motors.

54. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (65) so programmiert ist, daß er den Elektromagneten erregt, um das Richtungssteuerventil (63) in die erste Lage zu bringen, wenn der Motor im hohen Drehzahlbereich unter hoher Last arbeitet, und den Elektromagneten abschaltet, um das Richtungssteuerventil (63) in die zweite Lage zu bringen, wenn der Motor in einem niedrigen Drehzahlbereich unter einer niedrigen Last arbeitet.

55. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 54, soweit diese die Merkmale des Anspruchs 33 umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffs­ einrichtung (R) ferner die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen Flansch (38) am einen Ende des Kolbens (31), und
• 2. ein Vorspannteil (43), das in der Durchgangsöffnung (32) aufgenommen und zwischen dem Flansch (38) und der Kipphebelwelle (11) angeordnet ist; um den Kolben (31) in die Ruhelage zu drücken, und
• 3. die Betätigungseinrichtung weist einen Öldurchlaß zum Einleiten des Drucköls aus dem Ölkanal (33) in die Ölkammer auf.

56. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkanal (33) die Durchgangsöffnung (32) schneidet.

57. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 55 oder 56, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Öldurchlaß die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. eine Ölnut (57), die mittig in der äußeren Umfangsfläche des Kolbens (31) ausgeformt ist, und
• 2. einen Ölzufuhrkanal (41) im Kolben (31), der von der Ölnut (57) eine Verbin­ dung zur Ölkammer auf der einen Seite des Flansches (38) des KQlbens (31) herstellt.

58. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldurchlaß eine Aussparung aufweist, die in einer äußeren Umfangsfläche des Flansches (38) des Kolbens (31) ausgebildet ist.

59. Ventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 55 bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffseinrichtung ferner die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. einen Abschnitt (34) mit größerem Durchmesser am einen Ende der Durchgangs­ öffnung (32),
• 2. wobei der Flansch am einen Ende des Kolbens in dem Abschnitt (34) mit größerem Durchmesser verschieblich ist,
• 3. einen Vorsprung am einen Ende des Kolbens (31), das im Abschnitt (34) mit größerem Durchmesser angeordnet ist,

und dadurch, daß

• 1. eine Feder (43) als Vorspannteil im Abschnitt (34) mit größerem Durchmesser aufgenommen ist und zwischen dem Flansch (38) und der Kipphebelwelle (11) angeordnet ist.

60. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung eine gekrümmte, konvexe Fläche aufweist, mit einem Krümmungsradius (R), der im wesentlichen derselbe ist wie der Krümmungsradius der äußeren Umfangs­ fläche der Kipphebelwelle (11).