EP0659232B1

EP0659232B1 - Verfahren und vorrichtung zur variablen steuerung eines ventils einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: EP0659232B1
Application number: EP94920391A
Authority: EP
Inventors: Peter Kreuter; Joachim Reinicke-Murmann; Peter Heuser
Original assignee: Meta Motoren und Energie Technik GmbH
Current assignee: Meta Motoren und Energie Technik GmbH
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1996-07-10
Anticipated expiration: 2014-07-06
Also published as: JPH07509768A; WO1995002116A1; DE4446725A1; JP2838440B2; ES2092412T3; CN1046153C; DE4322480A1; US5592906A; EP0659232A1; DE59400413D1; CN1113393A; DE4322480C2

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur variablen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur drosselfreien Laststeuerung eines Ottomotors über die Hubfunktion eines oder mehrerer Einlaßventile (6) pro Zylinder angegeben. Dabei werden die Nockenkonturen von zwei normalerweise mit gleicher Drehzahl drehenden Nockenwellen (1, 2) von einer Abtasteinrichtung (3) in Art eines Addierers abgetastet und wird die Bewegung der Abtasteinrichtung (3) mittels einer Betätigungseinrichtung (4) zur Betätigung des Ventils auf dieses übertragen. Die Nockenkontur der einen Nockenwelle (1, 2), die als Öffnungsnockenwelle (1) wirkt, weist einen Grundbereich und einen Erhebungsbereich auf, die über einen Öffnungsbereich ineinander übergehen. Die Nockenkontur der anderen der Nockenwellen (1, 2), die als Schließnockenwelle (2) wirkt, weist einen Erhebungsbereich und einen Grundbereich auf, die über einen Schließbereich ineinander übergehen. Zur Veränderung von Hub- und/oder Öffnungsdauer des Ventils (6) ist die Phasenlage zwischen den Nockenwellen (1, 2) veränderbar. Die Abtasteinrichtung (3) wird nach dem Schließen des Ventils (6) in Anlage an der Nockenkontur nur einer (1) der Nockenwellen (1, 2) und dadurch die Betätigungseinrichtung (4) in Anlage an dem Ventil (6) gehalten. Die Nockenkontur der anderen Nockenwelle (2) entfernt sich nach dem Schließen des Ventils (6) von der Abtasteinrichtung (3) und kommt bei Beginn der Öffnung des Ventils (6) wiederum in Anlage an die Abtasteinrichtung (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur variablen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
Die Vorteile variabler Ventilsteuerungen für Brennkraftmaschinen sind seit langem bekannt. Mit variabler Ansteuerung der Ladungswechselventile läßt sich der Drehmomentverlauf verbessern oder die Maximalleistung erhöhen. Auch können die Rohemissionen vermindert werden oder es können die Ladungswechselverluste deutlich vermindert werden, wenn die Ladungs- bzw. Laststeuerung ohne Einsatz einer Drosselklappe erfolgt, sondern nur durch Variation von Hub- und/oder Öffnungsdauer der Einlaßventile. Entsprechend gibt es in der Literatur zahlreiche Vorschläge zur variablen Steuerung von Ventilen an Brennkraftmaschinen.
In der gattungsbildenden BE-PS 885.719 wirken eine Öffnungsnockenwelle und eine Schließnockenwelle mit einem Schwinghebel zusammen, der sich auf dem Ventilschaft eines Einlaßventils abstützt. Damit der Schwinghebel bei geschlossenem Einlaßventil eine definierte Lage beibehält, ist eine Feder vorgesehen, die den Schwinghebel in ständige Anlage an die Nockenkonturen der beiden Nockenwellen drückt. Dadurch entfernt sich der Schwinghebel zeitweilig vom Ventilschaft. Dies erschwert den Einsatz eines selbsttätigen Ventilspielausgleichs erheblich. Desweiteren befinden sich beide Nockenwellen ständig in Reibeingriff mit dem Schwinghebel, was die Reibungsverluste des Ventiltriebs erhöht.
In der DE 35 31 000 A1 wird eine Vorrichtung zur Verringerung der Drosselverluste bei Kolbenmotoren unter Teillast durch Phasenanschnittsteuerung der Ventile beschrieben, bei welcher an einem Ventilschaft ein Wippenhebel gelagert ist, dessen beide Enden mit je einer Nockenwelle zusammenwirken. Eine Eigenart dieses Nockentriebs liegt darin, daß jeweils nur der halbe Hub einer Nockenkontur genutzt werden kann und die Öffnungs- und/oder Schließbewegung des Ventils durch die Konturen beider Nocken bestimmt sind, wodurch unzulässig hohe Beschleunigungen auftreten können.
Ein weiterer Vorschlag für eine variable Ventilsteuerung für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine findet sich in der DE 35 19 319 A1. Bei dieser variablen Ventilsteuerung ist ein Einlaßventil durch eine rotierende Hubnockenwelle mittels eines um eine verschiebliche Lagerstelle verschwenkbaren Ventilhebels entgegen der Kraft einer Ventilfeder betätigbar. An dem Ventilhebel greift zusätzlich eine mit gleicher Drehzahl wie die Hubnockenwelle umlaufende Steuernockenwelle an, die die Schwenkbewegung des Hebels in Abhängigkeit von Kenngrößen der Brennkraftmaschine steuert. Ein Eigenart dieser vorbekannten Ventilsteuerung liegt darin, daß die Ventilöffnungs- bzw. Schließbewegung je nach Phasenlage von Hubnockenwelle und Steuernockenwelle durch die Nockenkonturen beider Nockenwellen bestimmt ist, wodurch unzulässig hohe Ventilbeschleunigungen bzw. Geschwindigkeiten beim Aufsetzen des Ventils auf seinen Sitz beim Schließen auftreten können, oder aber die Maximaldrehzahl der Brennkraflmaschine unzulässig eingeschränkt ist.
Eine weitere Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung ist in der US-PS 5,178,105 beschrieben. Diese Druckschrift beschäftigt sich mit der Problematik, die Steuerzeiten der Ventile an unterschiedliche Drehzahlen anzupassen.Dazu umfaßt die Vorrichtung zwei Nockenwellen, deren Nocken zueinander spiegelbildlich ausgebildet sind und von einem Punkt minimaler Erhebung jeweils über einen steil verlaufenden Bereich und einen flach verlaufenden Bereich zu einem Punkt maximaler Erhebung übergehen. Die beiden Nocken wirken auf ein gemeinsames Abgriffsglied, das im Querschnitt dreieckig ist und unmittelbar auf einem Stössel des zu betätigenden Ventils beweglich geführt ist. Die Öffnungs- und Schließphase des Ventils wird jeweils durch die Addition der von beiden Nocken auf das Abgriffsglied bewirkten Hubfunktionen bestimmt, wodurch je nach Phasenlage der Nockenwellen die Ventilbewegung in gewissen Grenzen veränderbar ist. Bezüglich der Gestaltung der Nocken bestehen deutliche Einschränkungen, da in bestimmten Phasen das Abgriffsglied von den beiden Nocken ohne resultierende Hubbewegung des Ventils nur relativ zum Stössel verschoben wird. Desweiteren ist die Schließlage des Abgriffsgliedes abhängig von der Phasenlage der Nockenwellen, was eine sehr aufwendige Ventilnachstellvorrichtung erfordert, die bei raschen Phasenänderungen zu Problemen im Ventiltrieb führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur drosselfreien Laststeuerung eines Ottomotors über die Hubfunktion eines oder mehrerer Einlaßventile pro Zylinder, zu schaffen, welches bei hoher Funktionssicherheit kostengünstige Herstellbarkeit mit der Möglichkeit vereint, einen automatischen Ventilspielausgleich vorzusehen. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens anzugeben.
Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Mit diesen Merkmalen wird erreicht, daß eine Nockenkontur nach dem Schließen des Ventils von der Abtasteinrichtung freikommt, so daß die erforderliche Reibleistung vermindert wird. Desweiteren kann die Nockenkontur der Nockenwelle, die sich nach dem Schließen des Ventils von der Abtasteinrichtung entfernt, in dem Bereich, in dem sie nicht in Berührung mit der Abtasteinrichtung kommt, sehr kostengünstig ausgebildet werden und erlaubt zusätzliche Freiheiten bei der Auslegung der wirksamen Nockenkonturen. Dadurch, daß die Betätigungseinrichtung in ständiger Anlage an dem Ventil gehalten wird, ist auf einfache Weise der Einsatz einer selbsttätigen Ventilspielausgleichsvorrichtung möglich. Der die Vorrichtung betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung gerichtet, wobei einzelnen Merkmalen der Unteransprüche eigenständige erfinderische Qualität zukommt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung zur variablen Steuerung wenigstens eines Ventils,
Fig. 2 eine Aufsicht auf eine vorteilhafte Ausführungsform eines Abgriffsgliedes zur Verwendung in der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 schematische Ansichten der Anordnung der Nockenwellen für ein Abgriffsglied gemäß Fig. 2,
Fig. 4 bis 7 Ansichten gemäß Fig. 1 mit unterschiedlichen Betriebsstellungen zur Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 8 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung,
Fig. 9 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 10 eine Weiterbildung der in Fig. 9 schematisch dargestellten Vorrichtung,
Fig. 11 eine Weiterbilung der Vorrichtung gemäß Fig. 10,
Fig. 12 eine Weiterbildung der Vorrichtung gemäß Fig. 10 in perspektivischer Darstellung mit einer Einrichtung zum Stillsetzen von Ventilen,
Fig. 13 eine Weiterbildung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Einrichtung zum Stillsetzen wenigstens eines Ventils,
Fig. 14 eine Aufsicht auf eine Abtast- und Betätigungseinrichtung zur Verwendung in der Vorrichtung gemäß Fig. 13,
Fig. 15 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der zusätzliche Ventile betätigt werden können und
Fig. 16 eine weitere Ausführungform einer Vorrichtung, mit der zusätzliche Ventile betätigt werden können.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung von Brennkraftmaschinen zwei mit gleicher Drehzahl umlaufende Nockenwellen 1 und 2, deren Nockenkonturen bzw. Nockenscheiben gemeinsam auf ein Abgriffsglied 3 wirken. Die Überlagerung der Hubfunktion der beiden Nockenscheiben führt zu einer entsprechenden Bewegung des Abgriffsgliedes 3, die durch ein oder mehrere Übertragungsglieder 4 auf das Ventil 6 übertragen wird. Durch eine relative Veränderung der Phasenlage der beiden Nockenwellen 1 und 2 zueinander mit Hilfe eines geeigneten, hier nicht dargestellten Nockenwellenverstellers kann diese Hubbewegung sowohl nach der Höhe des Maximalhubes, als auch nach der Dauer der Ventilöffnung in weiten Grenzen variiert werden. Ein solcher Nockenwellenversteller ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 42 44 550 beschrieben.
Das Abgriffsglied 3 kann als Nockenrolle ausgebildet sein, oder auch in Form eines Gleitschuhs, welcher mit geeigneten Abgriffsflächen versehen ist. Das Abgriffsglied 3 ist auf dem Übertragungsglied 4 beweglich geführt bzw. gelagert, wobei die Lagerung beispielsweise als ebene oder gebogene Gleitbahn 4a oder als drehbar im Übertragungsglied 4 gelagerte Schwinge ausgebildet sein kann. Besonders vorteilhaft ist die dargestellte Ausführung, in der ein Lagerbolzen 5 (siehe Fig. 2) des als Nockenrolle ausgebildeten Abgriffsgliedes 3 an seinen Enden angefast ist, wodurch eine geeignete Gegenfläche zu der am Übertragungsglied angebrachten Gleitbahn 4a vorhanden ist. Diese Ausführung ermöglicht auch die zur Vermeidung einer seitlichen Auswanderung des Abgriffsgliedes 3 erforderliche seitlich Führung.
Das Übertragungsglied 4 kann grundsätzlich sowohl als Kipp- oder Schlepphebel als auch als konventioneller Tassenstössel ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist die in Fig. 1 dargestellte Schlepphebelausführung, da diese besonders platzsparend ist und durch eine Übersetzung des Abgriffsgliedes 3 zum Ventil 6 die anordnungsbedingte Übersetzung bei der Übertragung der Nockenerhebungen auf das Abgriffsglied 3 kompensiert werden kann. Dadurch können die Nockenkonturen weitgehend konventionell ausgelegt werden.
Gemäß Fig. 2 umfaßt das Abgriffsglied 3 drei Nockenrollen 3a, 3b und 3c, die auf einem gemeinsamen Bolzen 5 gelagert sind. Die beiden äußeren Rollen 3a und 3c wirken mit zwei identischen Nockenscheiben der einen in Fig. 2 nicht dargestellten Nockenwelle zusammen, wohingegen die innere Rolle 3b mit der Nockenscheibe der anderen Nockenwelle zusammenarbeitet. Mit dieser Ausführung werden die Vorteile der Reibungreduzierung voll genutzt, da jede Nockenscheibe von einer eigenen Nockenrolle abgetastet wird. Die Anordnung ist auch deshalb besonders vorteilhaft, weil auf den Lagerbolzen 5 dadurch keine symmetrischen Momente wirken.
Fig. 3 zeigt eine für das Abgriffsglied 3 gemäß Fig. 2 besonders vorteilhafte Bauform der Nockenwellen 1 und 2. Diese sind so angeordnet, daß sich die Hubkreise der Nockenscheiben beider Nockenwellen überlappen, wobei die Nockenscheiben axial so versetzt sind, daß sie einander nicht berühren. Dies ermöglicht eine deutliche Verminderung des Platzbedarfes des Ventiltriebs.
Bezugnehmend wiederum auf Fig. 1 ist für die definierte Anlage des Abgriffsgliedes 3 an der bzw. den Nockenscheiben einer Nockenwelle eine Feder 8 vorgesehen, die sich zwischen dem Abgriffsglied 3 und dem Übertragungsglied 4 abstützt und die im dargestellten Beispiel als Druckfeder ausgebildet ist.
Bei dem beschriebenen Ventiltrieb kann im Übertragungsglied 4 ein konventionelles hydraulisches Spielausgleichselement 9 eingesetzt werden, wenn die Lage des oder der Übertragungsglieder bei geschlossenem Ventil durch Anlage eines am Übertragungsglied 4 ausgebildeten Anschlags 13 an einer Zylinderfläche la definiert ist, die konzentrisch an der ventilnahen Nockenwelle 1 ausgebildet ist und im dargestellten Beispiel im Durchmesser etwa dem Grundkreis der Nockenwelle 1 entspricht. Durch das Spielausgleichselement 9 werden die thermisch bedingten Längenänderungen des Ventils 6 sowie Lageänderungen des Ventils durch Ventilsitzverschleiß ausgeglichen.
Fertigungstoleranzen des beschriebenen Ventiltriebs können durch eine Ersteinstellung bei der Montage des Ventiltriebs ausgeglichen werden, wenn ein gestellfestes Auflager 10 des bzw. der Übertragungsglieder stufenlos einstellbar ausgebildet ist, beispielsweise durch eine exzentrisch gelagerte Achse.
Im folgenden wird die Funktion der beschriebenen Vorrichtung anhand der Fig. 4 bis 7 erläutert.
Fig. 4 stellt die Anordnung in einem Zustand dar, bei dem die Phasenverschiebung zwischen den Nockenwellen 1 und 2 so gewählt ist, daß das Ventil 6 nur sehr kurz und mit geringer Amplitude öffnet. Dieser Zustand entspricht einer weitgehend geschlossenen Drosselklappe konventioneller Motoren.
Die Nockenwelle 1 ist im dargestellten, vorteilhaften Beispiel die Öffnungsnockenwelle. Die Nockenwelle 2 ist die Schließnockenwelle. Die beiden Nockenwellen drehen sich, wie durch die Pfeile dargestellt, gegensinnig und, zumindest solange die nicht dargestellten Phasenverstellvorrichtung nicht aktiv ist, mit gleicher Drehzahl. Das Abgriffsglied 3 ist mit dem Ende des Erhebungsbereiches der Nockenscheibe der Schließnockenwelle 2 und mit dem Beginn des Öffnungsbereiches der Nockenscheibe der Öffnungsnockenwelle 1 in Eingriff. Das Ventil 6 ist noch geschlossen. Bei weiterer Drehung der Öffnungsnockenwelle 1 kommt deren Öffnungsbereich in Anlage an das Abgriffsglied 3, wodurch das Übertragungsglied 4 in Gegenuhrzeigersinn gedreht wird und das Ventil 6 öffnet. Diese Öffnung erfolgt jedoch nur mit kleiner Amplitude, da der Erhebungsbereich der Schließnockenwelle 2 endet und in den Schließbereich übergeht, der die Ventilöffnung vermindert, wobei das Ventil wiederum geschlossen ist, sobald der Grundbereich der Schließnockenwelle 2 am Abgriffsglied 3 anliegt. Bei geschlossenem Ventil 6 überfährt dann der Erhebungsbereich der Öffnungsnockenwelle 1 das Abgriffsglied 3 und geht in den Grundbereich über, wobei die Feder 8 das Abgriffsglied 3 ständig in Anlage an die Nockenscheibe der Öffnungsnockenwelle 1 drängt, so daß sich das Abgriffsglied 3 von der Kontur der Nockenscheibe der Schließnockenwelle 2 entfernt, wenn der Erhebungsbereich der Öffnungsnockenwelle 1 in den Grundbereich übergeht und das Abgriffsglied 3 wiederum in Anlage an die Schließnockenwelle 2 bewegt, wenn der Grundbereich der Öffnungnockenwelle 1 in den Öffnungsbereich übergeht.
Dadurch, daß die Verdrehbarkeit des Übertragungsgliedes 4 in Uhrzeigerrichtung durch den Anschlag 13 begrenzt ist, kann in Schließstellung des Ventils 6 das Spielausgleichselement 9 wirken. Das Auflager 10 wird vorteilhafterweise so eingestellt, daß das Abgriffsglied 3 bei geschlossenem Ventil in gleichzeitiger Anlage am Grundbereich der Öffüungsnockenwelle 1 und Erhebungsbereich der Schließnockenwelle 2 ist.
Fig. 5 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 4 mit gleicher Phasenlage zwischen den Nockenwellen 1 und 2, jedoch um einige Winkelgrade weitergedreht, bei Beginn des Schließens des Ventils 6. Wie ersichtlich, ist der Öffnungsbereich der Öffnungsnockenwelle 1, der deren Grundbereich mit deren Erhebungsbereich verbindet, noch nicht voll durchlaufen, wenn der Erhebungsbereich der Schließnockenwelle 2 endet und über deren Schließbereich in den Grundbereich übergeht. Die dadurch bewirkte Schließbewegung überkompensiert die weitere Öffnungsbewegung, so daß das Ventil 6 geschlossen ist, sobald der Grundbereich der Schließnockenwelle 2 erreicht ist. Wenn der Erhebungbereich der Öffnungsnockenwelle 1 das Abgriffsglied 3 überstrichen hat und in den Grundbereich der Öffnungsnockenwelle übergeht, entfernt sich das Abgriffsglied 3 unter Wirkung der Feder 8 vom Grundbereich der Schließnockenwelle 2 und gelangt erst wieder mit deren Erhebungsbereich in Eingriff.
Fig. 6 stellt die Anordnung gemäß Fig. 4 bei veränderter Phasenlage zwischen den Nockenwellen 1 und 2 dar, wobei die dargestellte Phasenlage der Vollast, d.h. voll geöffneter Drosselklappe bei einem konventionellen Motor entspricht. Wie ersichtlich, befindet sich das Ende des Grundbereiches der Öffnungsnockenwelle 1 in Anlage am Abgriffsglied 3, das ebenfalls am Erhebungsbereich der Schließnockenwelle 2 anliegt, der noch nicht halb durchlaufen ist. Bei weiterer Drehung der Öffnungsnockenwelle 1 gelangt der Öffnungsbereich der Nockenscheibe der Öffnungsnockenwelle 1, der den Grundbereich mit dem Erhebungsbereich verbindet, in Eingriff mit dem Abgriffsglied, so daß sich das Ventil 6 bei weiterhin mit dem Erhebungsbereich der Schließnockenwelle 2 in Eingriff befindlichem Abgriffsglied 3 öffnet. Das Ventil 6 bleibt dann geöffnet, während der Erhebungsbereich der Öffnungsnockenwelle 1 das Abgriffsglied 3 überstreicht, bis das Ende des Erhebungsbereiches der Schließnockenwelle 2 erreicht ist und die Stellung gemäß Fig. 7 vorliegt, die den Schließbeginn bei Vollast darstellt. Bei weiterhin in Anlage am Öffnungsbereich der Öffnungsnockenwelle 1 befindlichem Abgriffsglied wird der Schließbereich der Schließnockenwelle 2 durchlaufen, der deren Erhebungsbereich mit dem Grundbereich verbindet und ein Schließen des Ventils 6 hervorruft. Wenn das Ende des Erhebungsbereiches der Öffnungsnockenwelle 1 erreicht ist, bewegt sich das Abgriffsglied 3 unter Wirkung der Feder 8 von der Kontur der Schließnockenwelle 2 weg und gelangt erst wieder in Eingriff mit dieser, wenn der Erhebungsbereich der Schließnockenwelle 2 erreicht wird, wobei das Abgriffsglied 3 noch in Eingriff mit dem Grundbereich der Öffnungsnockenwelle ist.
Wie erläutert, wird die Bewegung, d.h. insbesondere die maximale Beschleunigung des Ventils 6 in Öffnungsrichtung ausschließlich von dem Öffnungsbereich der Öffnungsnockenwelle 1 bewirkt, der deren Grundbereich mit deren Erhebungsbereich verbindet. Die Schließbewegung des Ventils 6 wird durch den Schließbereich der Schließnockenwelle 2, der deren Erhebungsbereich mit dem Grundbereich verbindet, derart bewirkt, daß die maximale Schließbeschleunigung und Schließgeschwindigkeit ausschließlich durch den Schließbereich bestimmt sind. Der Bereich der Schließnockenwelle 2, der in Drehrichtung den Übergang vom Grundbereich in den Erhebungsbereich darstellt, kommt nicht in Eingriff mit dem Abgriffsglied 3, da in der Betriebsphase, in der sich dieser Bereich neben dem Abgriffsglied 3 befindet, dieses von der Feder 8 weg von einer Anlage an der Schließnockenwelle 2 gedrängt ist. Dies wirkt in Richtung einer Reibungsverminderung des Ventiltriebs und ermöglicht außerdem eine sehr kostengünstige Bearbeitung der Schließnockenwelle 2.
Die gesamte Anordnung kann außerordentlich kompakt und platzsparend gebaut werden und ist zusätzlich in ihrem Aufbau außerordentlich einfach. Die Auslegung des Öffnungsbereiches der Öffnungsnockenwelle 1 und des Schließbereichs der Schließnockenwelle 2 entspricht weitgehend der herkömmlicher Nocken, d.h. die Maximalbeschleunigungen des Ventils 6 in den kritischen Betriebsbereichen liegen in ähnlichen Größenordnungen wie bei herkömmlichen Ventiltrieben, wodurch eine ausgezeichnete Funktionssicherheit und Langlebigkeit erreicht wird. Bezüglich der genaueren Gestaltung der Nockenkonturen bestehen weitgehende Freiheiten, die wiederum eine gute Anpassung des effektiven Öffnungs- und Schließgesetzes des Ventils 6 an die jeweiligen Erfordernisse, wie Drehzahl und Last der Brennkraftmaschine, ermöglichen; insbesondere können die Nockenkonturen so ausgelegt werden, daß wie aus Fig. 7 ersichtlich, das Ventil über einen längeren Winkelbereich mit Maximalhub geöffnet sein kann, wodurch sich eine deutliche Leistungssteigerung bei hohen Drehzahlen realisieren läßt.
Der Phasenverstellmechanismus für die Nockenwellen 1 und 2, bildet nicht Gegenstand der im vorliegenden Erfindung und wird daher nicht im einzelnen erläutert. Vorteilhafterweise wird die Öffnungsnockenwelle 1 von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine her angetrieben und treibt die Öffnungsnockenwelle 1 die Schließnockenwelle 2, wobei zwischen beiden der Phasenverstellmechanismus angeordnet ist. Es versteht sich, daß je nach den Betriebserfordernissen auch die Phasenlage der Nockenwelle 1 relativ zur Kurbelwelle in dem erforderlichen Ausmaß mittels eines weiteren Phasenstellers in ansich bekannter Weise verändert werden kann.
Fig. 8 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform fehlt der Anschlag 13 der Fig. 1 und das stufenlos verstellbare Lager 10 der Fig. 1. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist in einer Zylinderfläche 2a der Nockenwelle 2 ein zusätzliches Anschlagelement 13 gelagert, das in einem Kreiskörper 13a endet, dessen Durchmesser etwa dem des Abgriffgliedes 3 entspricht. Wie das Abgriffsglied 3 stützt sich der Kreiskörper 13a am Übertragungsglied 4 ab. Der Kreiskörper 13a stützt sich jedoch in Schließstellung des Ventils 6 zusätzlich an einer Zylinderfläche la ab, die an der Nockenwelle 1 ausgebildet ist. Das Übertragungsglied 4 ist am Kugelkopf 14a eines ansich bekannten, hydraulischen Spielausgleichselements 14 gelagert. Vorteilhafterweise entspricht der Radius der Zylinderfläche la etwa dem Radius des Grundkreises der Nockenscheibe der Nockenwelle 1 bzw. des Grundbereiches und entspricht der Radius der Zylinderfläche 2a etwa dem des Grundbereiches der zugehörigen Nockenscheibe. Mit der beschriebenen Anordnung wird erreicht, daß das einzige Spielausgleichselement 14 über das Zusammenwirken des Übertragungsgliedes 4 mit dem Kreiskörper 13a, dessen Anlage an der Zylinderfläche la und Lagerung an der Zylinderfläche 2a nicht nur etwaige Fertigungstoleranzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgleicht, sondern auch durch thermische Veränderungen oder Verschleiß bedingtes Ventilspiel ausgleicht. Für die Funktionstüchtigkeit der beschriebenen Anordnung sind nicht nur die angegebenen Bemaßungen der Zylinderflächen 1a und 2a vorteilhaft, sondern ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Durchmesser des Kreiskörpers 13a etwa dem des Abgriffsgliedes 3 bzw. von dessen Nockenrollen 3a, 3b und 3c entspricht. Alternativ zur Ausführungsform gemäß Fig. 8 kann an Stelle des Anschlagelements 13 auch ein Gleitstein vorgesehen sein, welcher sich am Übertragungsglied 4 abstützt und im geschlossenen Zustand des Ventils 6 an beiden Zylinderflächen la und 2a anliegt.
Fig. 9 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung. Die Nockenscheiben der beiden Nockenwellen 1 und 2 wirken dort auf Abgriffskörper 17 und 18, wobei in diesem Fall die Nockenwelle 1 vorzugsweise die Schließnockenwelle und die Nockenwelle 2 die Öffnungsnockenwelle ist. Der Abgriffskörper 18 ist mit einem Schwinghebel ausgebildet, der das Ventil 6 betätigt. Der Schwinghebel 19 ist bei P2 an einem Anlenkhebel 20 gelagert, der den anderen Abgriffskörper 17 trägt und bei P1 gestellfest gelagert ist. Eine Feder 21, die in dem dargestellten Beispiel als Druckfeder ausgebildet ist, sorgt dafür, daß der Abgriffskörper 18 in ständiger Anlage an der Nockenkontur der Nockenwelle 2 ist und der Schwinghebel 19 ständig am Ventil 6 anliegt.
Die beschriebene Ausführungsform der Vorrichtung hat den Vorteil, daß die beweglichen Bauteile des Ventiltriebs in ihrer Bauform und in ihrer kinematischen Wirkung im wesentlichen jeweils wie entsprechende konventionelle Ventiltriebsbauteile gestaltet werden können und auch keinen größeren Raumbedarf haben. Die Abgriffskörper 17, 18 können beispielsweise als Gleitschuhe oder als Nockenrollen ausgebildet sein. Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung ist insgesamt ähnlich der der Fig. 1, wobei Hub- und Öffnungsdauer des Ventils 6 durch die Phasenverschiebung zwischen den Nockenwellen 1 und 2 wiederum in weiten Grenzen variiert werden können.
Fig. 10 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Fig. 9, wobei der Anlenkhebel 20 wiederum in P1 gelagert ist und zur Abtastung der Nockenwelle 1 als Abgriffskörper 17 eine Nockenrolle trägt. Bei P2 ist am Anlenkhebel 20 der Schwinghebel 19 gelagert, der mit dem Abgriffskörper 18 die Nockenwelle 2 abtastet und das Ventil 6 betätigt. Der Schwinghebel 19 ist mit einem zusätzlichen Abgriffskörper 22 versehen, welcher sich bei geschlossenem Ventil 6 auf einer koaxial zur Nockenwelle 1, die die ventilnahe Nockenwelle ist, ausgebildeten Zylinderfläche la abstützt. Der Schwinghebel 19 weist weiter ein unmittelbar mit dem Ventil 6 zusammenwirkendes hydraulisches Ventilspielausgleichselement 24 auf. Die wiederum als Druckfeder ausgebildete Feder 21 ist bei dieser Ausführungsform derart angeordnet, daß sie den Abgriffskörper 17 in ständiger Anlage an die Nockenwelle 1, die vorzugsweise die Schließnockenwelle ist, drängt, wobei über die Anlage des Abgriffskörpers 22 an der Zylinderfläche la und das Ventilspielausgleichselement 24 sichergestellt ist, daß der Schwinghebel 19 bzw. das Ventilspielausgleichselement 24 in ständiger Anlage am Ventil 6 ist.
Fig. 11 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform gemäß Fig. 10. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 ist der Anlenkhebel 20 nicht ortsfest gelagert, sondern in P3 an einem weiteren kurzamigen Hebel 25 gelagert, welcher in P4 ortsfest gelagert ist. Zwischen dem beweglich geführten Anlenkpunkt P3 des Anlenkhebels 20 und einem Gehäuse wirkt ein hydraulisches Spielausgleichselement 26. Desweiteren ist der Anlenkhebel 20 mit einer Anlagefläche 27 versehen, welche sich nach Schließen des Ventils 6 auf einer koaxial auf der Nockenwelle 2 ausgebildeten Zylinderfläche 2a abstützt. Mit der beschriebenen Anordnung wird erreicht, daß vom Spielausgleichselement 26 alle fertigungs- und betriebsbedingten Spiele und Toleranzen innerhalb des Ventiltriebs ausgeglichen werden. Das Ventilspielausgleichselement 24 übernimmt den Ausgleich des unmittelbaren Ventilspiels.
Wie aus Fig. 10 und 11 unmittelbar ersichtlich, erfolgt die Betätigung des Ventils jeweils über den Schwinghebel 19, welcher unmittelbar mit der Nockenwelle 2 zusammenwirkt. Wenn die Nockenwelle 2 die Öffnungsnockenwelle ist, kann die Vorrichtung gemäß Fig. 10 oder 11 dahingehend weitergebildet werden, daß bei mehreren, je Zylindereinheit vorgesehenen Ventilen 6, insbesondere Einlaßventilen, eine Nockenscheibe der als Schließnockenwelle wirkenden Nockenwelle 1 vorgesehen ist, die auf einen gemeinsamen Anlenkhebel 20 wirkt und daß an dem Anlenkhebel 20 koaxial zu P2 mehrere Schwinghebel 19 gelagert sind, welche jeweils mit einer eigenen Nockenscheibe der Öffnungsnockenwelle 2 zusammenwirken, so daß das zugehörige Ventil 6 individuell betätigt wird. Die Konturen der ventilspezifischen Öffnungsnockenscheiben der Öffnungsnockenwelle 2 können dann derart ausgebildet werden, daß die zugeordneten Ventile zu unterschiedlichen Zeiten öffnen. Damit läßt sich im Brennraum eine gezielte Ladungsbewegung hervorrufen.
Besonders vorteilhaft ist, wenn bei sehr geringen Ventilhüben, d.h. sehr schwacher Last, nur ein Teil der zu betätigenden Ventile jedes Zylinders öffnet. Damit wird eine höhere Toleranzunempfindlichkeit erreicht. Es kann gezielter Drall erzeugt werden. Außerdem wird die Einströmgeschwindigkeit des oder der öffnenden Ventile günstig beeinflußt.
Wenn die Verbindung zwischen dem Anlenkhebel 20 und dem Schwinghebel 19 in der Lagerstelle P2 mittels eines dort vorgesehenen schaltbaren Mechanismus aufhebbar ist, kann das zugehörige, vom Schwinghebel 19 betätigte Ventil stillgesetzt werden. Wenn der Anlenkhebel 20 am Grundkreis der Nockenwelle 1 anliegt, kann der Schaltmechanismus die Verbindung wieder herstellen, so daß das Ventil wiederum betätigbar ist.
Eine solche Weiterbildung der Vorrichtung gemäß Fig. 10 ist in Fig. 12 perspektivisch dargestellt:
Die als Schließnockenwelle wirksame Nockenwelle 1 weist eine in der Zeichnung zum größten Teil verdeckte Nockenscheibe zur Betätigung des Anlenkhebels 20 auf. An dem Anlenkhebel sind mit der Achse P2 zwei Schwinghebel 19a und 19b gelagert, welche je eine ihnen zugeordnete Nockenscheibe 2c und 2d abgreifen und mit je einem Ventil 6a und 6b zusammenwirken. Auf diese Weise lassen sich die beiden Ventile 6a und 6b mittels insgesamt drei Nockenscheiben variabel steuerbar betätigen.
Fig. 12a) zeigt die Vorrichtung bei fester Lagerung der Schwinghebel 19a und 19b an einem dreiteilig ausgebildeten Anlenkhebel 20.
Fig. 12b) zeigt die Vorrichtung bei mittels eines nicht dargestellten hydraulisch oder elektrisch betätigten Mechanismus gelöster Lagerung P2. Der Anlenkhebel 20 wird vom Erhebungsbereich der Schließnockenwelle 1 nach unten gedrängt, ohne daß die Schwinghebel 19a und 19b, die weiterhin von den beiden äußeren Teilen des Anlenkhebels 20 in P1 gehäusefest angelenkt sind, mitgenommen werden. Damit diese sicher in ihrer obersten Lage bleiben, in der mittels der Nockenscheiben 2c und 2d keine Öffnung der Ventile 6a und 6b möglich ist, sind zusätzliche Druckfedern 21a und 21b vorgesehen.
Je nach Aufbau des Mechanismus können die Schwinghebel 19a und 19b einzeln oder nur gemeinsam mit dem Anlenkhebel 20 gekuppelt werden.
Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch so ausgebildet werden kann, daß für jedes Ventil eines Zylinders eigene Abgriffsglieder und unterschiedliche Nocken auf den beiden Nockenwellen 1 und 2 sowie entsprechende Übertragungsglieder vorgesehen sind. Dies gestattet zwar nicht die kompakte Ausbildung gemäß beispielsweise Fig. 12, bei der die Schließnockenscheibe gemeinsam benutzt wird, ermöglicht aber eine voll individuelle Festlegung der Ventilsteuerzeiten.
Fig. 13 und 14 zeigen eine Weiterbildung der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 und 2. Bei dieser Ausführungsform ist das Übertragungsglied 4 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 durch zwei Übertragungsglieder 34 und 37 ersetzt. Jedem Übertragungsglied 34, das mit dem Abgriffsglied 3 zusammenwirkt, können auch mehrere weitere Übertragungsglieder 37 zugeordnet sein. Das bzw. die weiteren Übertragungsglieder 37 können ebenfalls vorteilhafterweise die Form eines Schlepphebels haben, wobei ihre gestellfeste drehbare Lagerung bei 10 gleichachsig mit der Lagerung des Übertragungsgliedes 34 erfolgt. Zur Verbindung bzw. Trennung der beiden Übertragungsglieder 34 und 37 ist ein Mechanismus vorgesehen, der beispielsweise einen oder mehrere hydraulisch betätigte Zylinderbolzen 41 enthält, die in einem der beiden Übertragungsglieder geführt sind und durch Aufbringung von entsprechendem Öldruck gegen die Kraft einer Feder ausfahren und dadurch in eine im jeweils anderen Übertragungsglied vorhandene Bohrung 37a einfahren. Bei getrennter, mehrfacher Ausführung dieser Anordnung kann die Schaltung einzelner Ventile einer Zylindereinheit durch eine gestufte Auslegung derart erfolgen, daß bei Aufbringung eines ersten Druckniveaus zunächst nur ein Zylinderbolzen ausfährt und das zugeordnete Ventil mitbetätigt wird. Erst bei weiterer Anhebung des Drucks auf ein höheres Druckniveau wird dann ein weiteres Ventil zugeschaltet usw..
Wenn die Verbindung zwischen dem ersten Übertragungsglied 34 und dem zweiten Übertragungsglied 37 unterbrochen ist, wird der Kraftschluß zwischen dem Übertragungsglied 34 und dem Abgriffsglied 3 bzw. den Nockenwellen 1 und 2 während der Hubbewegung dieser Teile durch eine Feder 44 sichergestellt, die beispielsweise als Druckfeder ausgebildet ist und sich am Gestell abstützt. In der Rastphase wird die Lage des Übertragungsgliedes 34 relativ zum Übertragungsglied 37 durch einen Anschlag 45 definiert, so daß einerseits eine weitere Aufwärtsbewegung des Übertragungsgliedes 44 verhindert ist und andererseits ein sicheres Eintauchen des Zylinderbolzens 11 in die Bohrung 7a für einen Schaltvorgang gewährleistet ist.
Fig. 15 zeigt eine Weiterbildung der Fig. 1. Das Ventil 6 wird wiederum vom Übertragungsglied betätigt, auf dem das Abgriffsglied 3 verschiebbar gelagert ist, welches die Nockenkontur der Öffnungsnockenwelle 1 und der Schließnockenwelle 2 abtastet. Parallel zur axialen Erstreckung der Nockenwellen 1 und 2 hinter dem Einlaßventil 6 ist ein Auslaßventil 56 angeordnet, welches über einen Hebel 60 betätigt wird, dessen eines Ende an einem gehäusefesten Ventilspielausgleichselement 62 gelagert ist und dessen anderes Ende unmittelbar das Auslaßventil 56 betätigt. An dem Hebel 60 ist eine Rolle 64 gelagert, die eine weitere, an der Auslaßnockenwelle 1 ausgebildete Nockenscheibe 66 abtastet, die in ansich bekannter Weise das Öffnen und Schließen des Auslaßventils bestimmt. Es versteht sich, daß die Nockenwelle 1 unmittelbar von der Kurbelwelle angetrieben ist, so daß eine feste Beziehung zwischen Kurbelwellenstellung und jeweiliger Betätigung des Auslaßventils besteht. Der nicht dargestellte Mechanismus zum Antreiben der Schließnockenwelle 2 und zur Verstellung von deren Phasenlage gegenüber der Öffnungsnockenwelle 1 ist zwischen diesen beiden Nockenwellen wirksam. Mit der beschriebenen Anordnung wird ein kompakter Ventiltrieb erreicht, mit dem in vorteilhafterweise in einer Ebene hintereinander angeordnete Ein- und Auslaßventile eines Reihenmotors so gesteuert werden können, daß die Betätigung der Einlaßventile voll variabel ist und die Betätigung der Auslaßventile in festgelegter Beziehung zur Nockenwelle erfolgt.
Fig. 16 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform der variablen Ventilbetätigungsvorrichtung gemäß Fig. 10, wobei diese spiegelbildlich angeordnet ist. Der Mechanismus zur Betätigung des Einlaßventils 6 entspricht dem der Fig. 2, wobei der Schwinghebel 19 von der Nockenwelle 2 nicht unmittelbar, sondern über einen gehäusefesten Stössel 71 betätigt wird. Die Nockenwelle 2, die die Öffnungsnockenwelle für das Einlaßventil 6 ist, betätigt zusätzlich über einen Tassenstössel mit integriertem hydraulischen Ventilspielausgleich ein Auslaßventil 56. Dazu weist die Nockenwelle 2 zwei Nockenscheiben 75 und 77 auf, wobei die Nockenscheibe 75 das Auslaßventil 56 betätigt und die Nockenscheibe 77 die Nockenscheibe ist, die die Öffnungsbewegung des Einlaßventils 6 steuert. Die Nockenwelle 2 ist von der Kurbelwelle unmittelbar angetrieben und treibt über ein Verstellgetriebe zur Verstellung der Phase die Nockenwelle 1 an, die die Schließnockenwelle für das Einlaßventil 6 ist. Die beschriebene Anordnung eignet sich für Zylinder mit V-förmig angeordneten Ventilen und schafft dort einen kompakten Ventiltrieb, der trotz der vollen Variabilität der Einlaßventilsteuerung mit lediglich zwei Nockenwellen auskommt.
Es versteht sich, daß der zwischen den beiden Nockenwellen 1 und 2 angeordnete Verstelltrieb bei allen beschriebenen Ausführungsformen so ausgelegt sein kann, daß das Einlaßventil 6 keinen Hub mehr ausführt. Bei Anwendung an Motoren mit mehreren Zylinderreihen läßt sich damit in einfacher Weise eine Abschaltung einer der beiden Zylinderreihen herbeiführen.
Insgesamt zeigt die Erfindung einen Weg auf, wie insbesondere an Ottomotoren die Drosselklappe entfallen kann und die Leistungssteuerung unter Verminderung der Drosselverlusten ausschließlich durch variable Betätigung der Einlaßventile erfolgen kann.

Claims

Verfahren zur variablen Steuerung eines Ventils (6) einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur drosselfreien Laststeuerung eines Ottomotors über die Hubfunktion eines oder mehrerer Einlaßventile pro Zylinder,
bei welchem die Nockenkonturen von zwei normalerweise mit gleicher Drehzahl drehenden Nockenwellen (1,2) von einer Abtasteinrichtung (3; 17, 18) in Art eines Addierers abgetastet werden und die Bewegung der Abtasteinrichtung mittels einer Betätigungseinrichtung (4; 19, 20) zur Betätigung des Ventils (6) auf dieses übertragen wird,

wobei die Nockenkontur der einen der Nockenwellen (1, 2), die als Öffnungsnockenwelle ausgebildet ist, einen Grundbereich und einen Erhebungsbereich aufweist, die über einen Öffnungsbereich ineinander übergehen,

die Nockenkontur der anderen der Nockenwellen (1, 2), die als Schließnockenwelle ausgebildet ist, einen Erhebungsbereich und einen Grundbereich aufweist, die über einen Schließbereich ineinander übergehen,

und bei welchem die Abtasteinrichtung nach dem Schließen des Ventils in Anlage an der Nockenkontur wenigstens einer der Nockenwellen gehalten wird und

zur Veränderung von Hub und/oder Öffnungsdauer des Ventils die Phasenlage zwischen den Nockenwellen veränderbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abtasteinrichtung (3; 17, 18) nach dem Schließen des Ventils (6) in Anlage an der Nockenkontur nur einer der Nockenwellen (1,2) gehalten wird,

daß die Nockenkontur der anderen Nockenwelle sich nach dem Schließen des Ventils von der Abtasteinrichtung entfernt und spätestens bei Beginn der Öffnung des Ventils wiederum in Anlage an die Abtasteinrichtung kommt,

und daß die Betätigungseindchtung (4;19,20) bei geschlossenem Ventil (6) zumindest annähernd in Anlage an dem Ventil gehalten wird.
Vorrichtung zur variablen Steuerung eines Ventils (6) einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur drosselfreien Laststeuerung eines Ottomotors über die Hubfunktion eines oder mehrerer Einlaßventile pro Zylinder, mit
einer Abtasteinrichtung (3; 17, 18) zum Abtasten der Nockenkonturen von zwei, normalerweise mit gleicher Drehzahl drehenden Nockenwellen (1, 2) in Art eines Addierers,

einer Betätigungseinrichtung (4; 19, 20), welche die Bewegung der Abtasteinrichtung zur Betätigung des Ventils auf dieses überträgt,

einer Einrichtung zum Verändern der Phasenlage zwischen den Nockenwellen zur Veränderung von Hub und/oder Öffnungsdauer des Ventils und

einer Federeinrichtung (8; 21), welche die Abtasteinrichtung ständig in Anlage an der Nockenkontur wenigstens einer Nockenwelle hält,

wobei die Nockenkontur der einen der Nockenwellen (1, 2), die als Öffnungsnockenwelle ausgebildet ist, einen Grundbereich und einen Erhebungsbereich aufweist, die über einen Öffnungsbereich ineinander übergehen, und

die Nockenkontur der anderen der Nockenwellen (1, 2), die als Schließnockenwelle ausgebildet ist, einen Erhebungsbereich und einen Grundbereich aufweist, die über einen Schließbereich ineinander übergehen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Federeinrichtung (8; 21) derart ausgebildet und angeordnet ist, daß die Abtasteinrichtung (3; 17, 18) nach dem Schließen des Ventils (6) in Anlage an der Nockenkontur nur einer der Nockenwellen (1, 2) gehalten ist und daß eine Einrichtung (1a, 13; 21; 22) vorgesehen ist, welche die Betätigungseinrichtung (4;19,20) bei geschlossenem Ventil (6) zumindest annähernd in Anlage an dem Ventil hält.
Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Federeinrichtung (8; 21) die Abtasteinrichtung (3; 17, 18) nach dem Schließen des Ventils (6) in Anlage an der Nockenkontur der Öffnungsnockenwelle hält.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtasteinrichtung ein Abgriffsglied (3) zum gemeinsamen Abtasten der Nockenkonturen beider Nockenwellen (1, 2) umfaßt, welches in einer Ebene senkrecht zu den Mittellinien der zueinander parallelen Nockenwellen auf einem Übertragungsglied (4) der Betätigungseinrichtung beweglich geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Übertragungsglied (4) als Schlepp- oder Kipphebel ausgebildet ist und daß das Abgriffsglied (3) auf dem Übertragungsglied (4) translatorisch auf geraden Gleitbahnen (4a) oder rotatorisch auf bogenförmigen Gleitbahnen oder einer drehbar gelagerten Schwinge beweglich geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Abgriffsglied (3) drei Rollen umfaßt, welche gemeinsam auf einem Bolzen (5) gelagert sind, wobei die beiden äußeren Rollen (3a, 3c) mit zwei identischen Nocken der einen Nockenwelle zusammenarbeiten und die innere Rolle (3b) mit einer Nocke der anderen Nockenwelle zusammenarbeitet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Achsabstand der beiden Nockenwellen (1, 2) derart ist, daß sich die Hubkreise der Nockenscheiben beider Nockenwellen überlappen, wobei die Nockenscheiben axial so versetzt sind, daß sie einander nicht berühren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lage des Übertragungsgliedes (4) bei geschlossenem Ventil (6) durch einen Anschlag (13) an einer Zylinderfläche (1a) definiert ist, welche an der ventilnahen Nockenwelle (1) koaxial zu dieser ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Übertragungsglied (4) und dem bzw. den von diesem betätigten Ventil(en) ein Ventilspielausgleichselement (9) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Auflager (10) des Übertragungsgliedes (4) zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen stufenlos einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,daß
sich das Übertragungsglied (4) nach dem Schließen des Ventils direkt und/oder indirekt jeweils auf koaxial zu den beiden Nockenwellen (1, 2) auf diesen ausgebildeten Zylinderflächen (1a, 2a) abstützt und gleichzeitig ein Ventilspielausgleichselement (14) im gehäusefesten Drehpunkt (14a) des Übertragungsgliedes (4) alle fertigungs- und betriebsbedingten Spiele und Toleranzen innerhalb des Ventiltriebs ausgleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstützung an der Zylinderfläche (1a) einer Nockenwelle (1) über ein zusätzliches Anschlagelement (13) erfolgt, welches seinerseits koaxial zu der anderen Nockenwelle (2) an dieser angelenkt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
das zusätzliche Anschlagelement (13) zur Abstützung des Übertragungsgliedes (4) an der Zylinderfläche (1a) der einen Nockenwelle (1) einen Kreiskörper (13 a) aufweist, dessen Durchmesser etwa dem des Abgriffgliedes (3) entspricht und der sich auf der Gleitbahn des Abgriffselements am Übertragungsglied (4) abstützt, und

daß der Lagerdurchmesser des Anschlagelements (13) an der anderen Nockenwelle (2) deren Grundkreis und der Durchmesser der Zylinderfläche (1a) der einen Nockenwelle (1) deren Grundkreis entsprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abtasteinrichtung und die Betätigungseinrichtung wenigstens einen, die Nockenkontur der einen Nockenwelle (1) abtastenden und als Schlepphebel ausgebildeten Anlenkhebel (20) und wenigstens einen als Kipphebel ausgebildeten Schwinghebel (19) aufweist, welcher die Nockenkontur der anderen Nockenwelle (2) abtastet und mit seinem Drehpunkt (P2) am Anlenkhebel (20) angelenkt ist, und daß

einer der Hebel (19, 20) durch die Federeinrichtung (21) nach dem Schließen des Ventils (6) in Anlage an der Nockenkontur der zugehörigen Nockenwelle gehalten wird, während die Nockenkontur der anderen Nockenwelle sich nach dem Schließen des Ventils von dem anderen Hebel entfernt und bei Öffnungsbeginn des Ventils wiederum in Anlage an diesen kommt.
Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Schwinghebel (19) nach dem Schließen des Ventils (6) auf einer koaxial an der ventilnahen Nockenwelle (1) ausgebildeten Zylinderfläche (1a) abstützt.
Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein im Schwinghebel (19) vorgesehenes Ventilspielausgleichselement (24) einen Spielausgleich zwischen dem Ventilschaft und dem Schwinghebel bewirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Anlenkhebel (20) nach dem Schließen des Ventils (6) auf einer koaxial auf der anderen Nockenwelle (2) ausgebildeten Zylinderfläche (2a) abstützt und gleichzeitig ein auf den beweglich geführten Anlenkpunkt (P3) des Anlenkhebels wirkendes Spielausgleichselement (26) alle verbleibenden fertigungs- und betriebsbedingten Spiele und Toleranzen innerhalb des Ventiltriebs ausgleicht.
Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
der beweglich geführte Anlenkpunkt (P3) gehäusefest angelenkt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18 für Motoren mit zwei oder mehr zu betätigenden Ventilen je Zylinder,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein gemeinsamer gehäusefest angelenkter Anlenkhebel (20) vorgesehen ist, welcher von einer gemeinsamen Schließnockenscheibe betätigt ist, und daß getrennte, den jeweiligen Ventilen (6a, 6b) zugeordnete Schwinghebel (19a, 19b) vorgesehen sind, welche von ebenfalls getrennten, den jeweiligen Ventilen zugeordneten Öffnungsnockenscheiben (2c, 2d) betätigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Konturen der ventilspezifischen Öffnungsnockenscheiben (2c, 2d) derart ausgebildet sind, daß die zugeordneten Ventile (6a, 6b) zu unterschiedlichen Zeiten und/oder mit unterschiedlichen Hubverläufen öffnen.
Vorrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,daß
bei sehr geringen Ventilhüben nur ein Teil der zu betätigenden Ventile pro Zylinder öffnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21,
gekennzeichnet durch
eine schaltbare mechanische Verbindung zwischen dem Anlenkhebel (20) und dem als Kipphebel ausgebildeten Schwinghebel (19a, 19b), wodurch das zugehörige Ventil stillegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
für jedes Ventil eines Zylinders eigene Abgriffsglieder und unterschiedliche Nocken auf den beiden Nockenwellen sowie Übertragungsglieder vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12,
gekennzeichnet durch
ein weiteres Übertragungsglied (37) und eine schaltbare, mechanische Verbindung (41, 42) zwischen dem Übertragungsglied (34) und dem weiteren Übertragungsglied (37), wodurch ein zugehöriges Ventil stillegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Schaltung der mechanischen Verbindung ein hydraulisch betätigbarer Mechanismus vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22, 24 oder 25,
dadurch gekennzeichnet, daß
unterschiedliche Schaltzustände des mechanischen Systems durch unterschiedliche Druckniveaus in einem Hydrauliksystem realisierbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei Anwendung an Motoren mit mehr als einer Zylinderreihe wenigstens eine Zylinderreihe durch eine für Nullhub geeignete Phasenstellung der beiden Nockenwellen stillegbar ist.
Vorrichtung nach einem er Ansprüche 2 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Nockenscheiben (66; 77) der einen Nockenwelle (1;2), vorzugsweise der Öffnungsnockenwelle, zur variablen Steuerung von Ventilen (6) und weitere Nockenscheiben (75) zur Betätigung zusätzlicher Ventile (56), vorzugsweise der Auslaßventile, auf einer gemeinsamen Welle ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzlich zu betätigenden Ventile (56) und die variabel gesteuerten Ventile (6) in einer gemeinsamen Ebene parallel zur Motorlängsachse angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzlich zu betätigenden Ventile (56) und die variabel gesteuerten Ventile (6) in unterschiedlichen Ebenen parallel zur Motorlängsachse angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzlich zu betätigenden Ventile (56) über Schlepp- oder Kipphebel (60) von der gemeinsamen Nockenwelle (1) betätigt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 30
dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzlich zu betätigenden Ventile (56) über Tassenstößel (73) von der gemeinsamen Nockenwelle (2) direkt betätigt werden und die Vorrichtung zur variablen Steuerung von Ventilen über ein Zwischenglied (71), beispielsweise eine Stoßstange, von der gemeinsamen Nockenwelle (2) betätigt wird.