DE19839801A1 - Variable Ventileinstellvorrichtung - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Ventileinstellvorrichtung (variable valve actuator; VVA) für einen Verbrennungskraftmotor und insbesondere eine VVA-Einrich­ tung, die es ermöglicht, daß eine Nocke, die ein Ventil eines Zylinders der Kraftmaschi­ ne steuert, relativ zu ihrer Antriebswelle bewegt wird.

Hintergrund der Erfindung

Die am 2. August 1994 erteilte US-A-5,333,579 und die am 24. September 1996 erteilte 5,557,983 offenbarten eine VVA-Einrichtung der obengenannten Art. Diese bekannte Vorrichtung umfaßt eine Antriebswelle mit einer Achse der Wellendrehung, ein An­ triebsteil, das an der Antriebswelle zur Drehung um die Wellenachse befestigt ist und ein angetriebenes Teil, das relativ zur Antriebswelle zur Drehung um die Wellenachse beweglich ist. Das angetriebene Teil weist eine angeformte Nocke auf, die ein Ventil ei­ nes Zylinders der Kraftmaschine steuert. Ein dazwischenliegendes Teil ist antreibend zwischen dem Antriebsteil und dem angetriebenen Teil verbunden. Das zwischenlie­ gende Teil ist in einem Träger drehbar befestigt, so daß es sich konzentrisch oder ex­ zentrisch bezüglich der Wellenachse dreht. Der Träger ist beweglich in einer senkrecht zur Wellenachse verlaufenden Ebene gehalten. Ein Steuerstab weist eine integrierte ex­ zentrische Nocke auf, die in einem radial verlaufenden Schlitz aufgenommen ist, der nach innen in den Träger geschnitten ist. Der Träger ist außerdem mit einer zweiten Öff­ nung versehen, die eine relativ zum Zylinderkopf des Motors feststehende Anlenkwelle aufnimmt. Eine Drehung des Steuerstabs von einer Winkelstellung in eine andere Win­ kelstellung bewirkt durch die exzentrische Nocke eine Drehung des Trägers um die An­ lenkwelle dreht, wodurch sich das dazwischenliegende Teil exzentrisch bezüglich der Wellenachse dreht. Eine umgekehrte Drehung des Steuerstabes von der anderen Win­ kelstellung in die eine Winkelstellung bewirkt, daß sich das zwischenliegende Teil kon­ zentrisch bezüglich der Wellenachse dreht.

Ähnliche VVA-Einrichtungen sind in der am 22. November 1994 erteilten US-A-5,365,896, der am 26. März 1996 erteilten US-A-5,501,186 und der am 18. November 1997 erteilten US-A-5,687,681 offenbart.

In der JP-A-7-119425 ist die Verwendung von Haltearmen für den Steuerstab in Haltern zur Bewegung innerhalb einer Ebene offenbart, die sich senkrecht zur Wellenachse der Antriebswelle und eines Steuerstabes erstreckt. Die Haltearme für den Steuerstab sind am Zylinderkopf zusätzlich zu den beabstandeten Kurvenstücken angebracht. Die Kur­ venstücke sind hintereinander entlang der Wellenachse beabstandet und tragen ange­ triebene, hohle Nockenwellen. Eine Unterbaugruppe wird vorgeschlagen, die die Halte­ arme für den Steuerstab, die Lagerdeckel, die Träger und den Steuerstab umfaßt. Die Haltearme für den Steuerstab und die dazu passenden Lagerdeckel sind voneinander weg weisend nach innen vertieft, um den Steuerstab um eine Achse des Steuerstabes drehbar aufzunehmen. Ein jeder der Haltearme für den Steuerstab trägt einen Stift zur Drehung um eine Stiftachse. Ein jeder der Stifte ist in einem Schlitz aufgenommen, der nach innen in einen der Träger geschnitten ist, um eine Drehbewegung und eine Bewe­ gung in radialer Richtung der Lagerung relativ zum Haltearm bezüglich einer Mittellinie des Stiftes zu ermöglichen. Der Steuerstab hat axial beabstandete, exzentrische Nocken, die jeweils in Öffnungen der Träger aufgenommen sind. Nach dem Zusammenbau der Baugruppe an einem Zylinderkopf der Kraftmaschine wird der Steuerstab antreibend mit den Trägern verbunden. Im Betrieb nehmen der Steuerstab und die Stifte die Span­ nungen auf, die aufgrund der Ventilfedern der Ventile der Zylinder der Kraftmaschine auf die Träger wirken. In der exzentrischen Betriebsart ist bei der Drehung der Antriebswelle mit konstanter Geschwindigkeit ein jedes der zwischenliegenden Teile einer Beschleuni­ gung und Verzögerung unterworfen. Um eine Änderung der Hubcharakteristiken der Ventile von Zylinder zu Zylinder zu minimieren, ist es erforderlich, den Betrag der Ex­ zentrizität einer Drehachse eines jeden zwischenliegenden Teils bezüglich der Wel­ lenachse der Antriebswelle unverändert beizubehalten. Der Steuerstab kann sich jedoch aufgrund der Ventilfedern in der exzentrischen Betriebsart biegen, was eine Änderung der Exzentrizität von Zylinder zu Zylinder verursacht. Dadurch müssen die Haltearme des Steuerstabes den Steuerstab an Stellen in der Nähe von Abschnitten stützen, an denen der Steuerstab die Spannung einer jeden Lagerung aufnimmt. Die bekannten Haltearme für den Steuerstab benötigen Befestigungsflächen auf dem Zylinderkopf in der Nähe der benachbarten Lagerungen.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Biegung des Steuerstabes der VVA-Vor­ richtung der obengenannten Gattung mittels einer Haltestruktur für den Steuerstab zu unterdrücken, die keine Befestigungsflächen auf dem Zylinderkopf in der Nähe der be­ nachbarten Lagerungen benötigt.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine VVA-Vorrichtung zur Bewegung von Nocken, die die Ventile eines Zylinders einer Verbrennungskraftmaschine steuern, rela­ tiv zur Antriebswelle folgende Merkmale:
beabstandete Nockenhalter, die an einem Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschi­ ne befestigt sind;
angetriebene, hohle Nockenwellen, die in den Nockenhaltern zum Drehen aufgenom­ men sind und Nocken aufweisen, durch die die Ventile von Zylindern der Maschine steuerbar sind;
eine Antriebswelle mit einer Wellenachse, die sich relativ zu den Nockenwellen durch die Nockenwellen zur Drehung um die Wellenachse erstreckt;
Antriebshülsen um die Antriebswelle, die zur Drehung mit dieser um die Wellenachse an dieser befestigt sind;
wobei eine jede Antriebshülse und die benachbarte hohle Nockenwelle einen Antriebs­ flansch und einen Abtriebsflansch aufweisen, die entlang der Wellenachse beabstandet sind und einander gegenüberliegen;
Träger, die für eine Bewegung in einer senkrecht zur Wellenachse verlaufenden Ebene ausgestaltet sind;
zwischenliegende Teile, von denen ein jedes in einem der Träger zur Drehung um eine ihrer Achsen abgestützt und antreibend zwischen dem benachbarten Antriebsflansch und Abtriebsflansch verbunden ist;
einen Steuerstab mit vorbestimmten, beabstandeten Abschnitten, die zur Steuerung ei­ ner Lage eines jeden Trägers in der Ebene antreibend jeweils mit den Trägern verbun­ den sind;
eine Haltestruktur für den Steuerstab mit einem Unterteil, das an Abschnitten in der Nä­ he der Befestigungsöffnungen für Zündkerzen und um diese herum am Zylinderkopf befestigt ist,
wobei die Haltestruktur für den Steuerstab Lagerabschnitte aufweist, die sich vom Un­ terteil weg erstrecken und ein jeder der Lagerabschnitte zwischen zwei benachbarten Nockenhaltern in der Nähe des benachbarten Trägers angeordnet ist,
wobei ferner die Lagerabschnitte den Steuerstab an Stellen in der Nähe der vorbe­ stimmten, verteilten Abschnitte abstützen, um die Biegung des Steuerstabs um die vor­ bestimmten, verteilten Abschnitte zu unterdrücken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Zylinderkopfs eines Motors mit oben liegender Nockenwelle, bei dem eine Haltestruktur für einen Steuerstab dargestellt ist, der die Biegung eines Steuerstabs einer VVA-Einrichtung unterdrückt;

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf den Zylinderkopf, bei der eine Abdeckung der Nocken­ welle entfernt ist;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die VVA-Vorrichtung;

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den Zylinder, wobei unnötige Teile entfernt sind, um Stellen der ersten Befestigungsbolzen und zweiten Bolzen darzustellen;

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 4.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Bei dem im folgenden beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine VVA-Vor­ richtung verwendet, die im wesentlichen der in der US-A-5,365,896 (erteilt am 22. November 1994 an Hara et al.) offenbarten Vorrichtung entspricht. Dieses Dokument ist hiermit durch Inbezugnahme in seiner Gesamtheit mit aufgenommen. Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete VVA-Vorrichtung verwendet einen Träger für ein zwi­ schenliegendes Teil, wobei der Träger weder offenbart, noch durch die US-A-5,365,896 gelehrt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel hat das zwischenliegende Teil die Form einer Scheibe mit einer in der Mitte liegenden Öffnung für eine Antriebswelle, die sich im Abstand hiervon erstreckt. Aufgrund dessen wird das zwischenliegende Teil als "Scheibe" ("disc") be­ zeichnet. Der Träger ("support") für das zwischenliegende Teil wird als "Scheibenge­ häuse" ("disc housing") bezeichnet.

In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Antriebswelle, die an einer Reihe von Zylinderköpfen S einer V-6-Verbrennungskraftmaschine mit oben liegender Nockenwelle befestigt ist. Der Motor weist drei Zylinder pro Reihe auf, mit zwei Einlaß- und zwei Auslaßventilen pro Zylinder zum Einleiten der angesaugten Mischung in den jeweiligen Zylinder und zum Ableiten des Abgases, das aufgrund der Verbrennung der verbrennbaren Mischung im Zylinder entstanden ist. Die Antriebswelle 1 erstreckt sich durchgängig über alle Zylinder einer Zylinderreihe des Motors. Die Zylinder sind in Reihe in Längsrichtung des Motorblocks angeordnet. An einem ihrer Enden weist die An­ triebswelle 1 ein nicht gezeigtes Kettenrad zur antreibenden Verbindung über eine Steuerkette mit einer Zahnscheibe, die an einer Nockenwelle des Motors befestigt ist, auf.

Die Antriebswelle 1 erstreckt sich durch unabhängig angetriebene Teile in der Form von hohlen Nockenwellen 11. Eine jede hohle Nockenwelle 11 weist zwei voneinander be­ abstandete Nocken 11a zur Betätigung der Zylinderventile, beispielsweise der Einlaß­ ventile, des jeweiligen Zylinders sowie einen Laufflächenabschnitt 11b zwischen den Nocken 11a auf. An den Laufflächenabschnitten 11b sind die hohlen Nockenwellen 11 an halbkreisförmigen Vertiefungen der Befestigungsabschnitte 8 der Nockenhalterung des Zylinderkopfes S jeweils abgestützt (vgl. auch Fig. 6). Die Nockenhalter 13 sind zum Stützen der hohlen Nockenwelle 11 jeweils an den Befestigungsabschnitten 8 für die Nocken durch Bolzen befestigt.

An ihrem einen Ende weist jede hohle Nockenwelle 11 einen integrierten ersten Flansch 12 auf. Die Flansche 12 liegen den entsprechenden zweiten Flanschen 16 von An­ triebsteilen in der Form von Hülsen 15 jeweils gegenüber. Die Antriebshülsen 15 ermög­ lichen, daß sich die Antriebswelle 1 durch sie hindurch erstreckt, und sind mit der Welle 1 verbunden, so daß sie sich mit dieser drehen. Zwischen jedem ersten Flansch 12 und dem entsprechenden zweiten Flansch 16 ist ein zwischenliegendes Teil in der Form ei­ ner Scheibe 17 angeordnet, welche mit einer mittleren Öffnung ausgestaltet ist, durch die sich die Antriebswelle 1 erstreckt. Die Scheiben 17 sind jeweils in Scheibengehäu­ sen 18 aufgenommen. Insbesondere nimmt jedes Scheibengehäuse 18 die entspre­ chende Scheibe 17 in einer Öffnung 18a auf. Ein Nadelrollenlager 25 ist in der Öffnung 18a angeordnet, um die Drehung der Scheibe 17 im Gehäuse 18 sicherzustellen.

Wie am besten in der Fig. 3 zu sehen ist, sind die zusammenpassenden Flansche 12 und 16 jeweils mit radial verlaufenden Nuten 19 und 20 ausgestaltet. Diese Nuten sind bezüglich einer Drehachse der Antriebswelle relativ zueinander in Umfangsrichtung um 180 Grad versetzt. Die Scheibe 17 zwischen den Flanschen 12 und 16 trägt einen er­ sten Stift 23 und einen zweiten Stift 24 zur Drehung relativ dazu. Der erste Stift 23 steht in einer Richtung in die radial verlaufende Nut 19 des ersten Flansches 12 vor und der zweite Pin 24 steht in der entgegengesetzten Richtung in die radial verlaufende Nut 20 des zweiten Flansches 16 vor. Die ersten und zweiten Stifte 23 und 24 stehen jeweils mit den radial verlaufenden Nuten 19 und 20 im Eingriff und ermöglichen ein radiales Gleiten relativ zu den entsprechenden Flanschen 12 und 16. Um eine glatte Gleitbewe­ gung zu ermöglichen, weist ein jeder der Stifte 23 und 24 abgeflachte Endabschnitte auf, die durch zwei parallele Seiten bestimmt sind, die die Wände der Nut berühren. Diese Anordnung der Stifte und Nuten stellt sicher, daß eine Drehung der Antriebswelle 1 um die Achse der Antriebswelle eine Drehung der Scheibe 17 um eine Scheibenachse und eine Drehung der Scheibe 17 um die Scheibenachse eine Drehung der Nocken­ welle 11 bewirkt.

Wenn die Scheibenachse konzentrisch zur Achse der Antriebswelle verläuft, findet wäh­ rend einer Drehung der Antriebswelle 1 keine Beschleunigung oder Verzögerung der Nockenwelle 11 relativ zur Antriebswelle 1 statt. Dies ist deswegen so, weil der radiale Abstand zwischen der Wellenachse und einem Punkt, an dem sich die radial verlaufen­ de Nut 20 im Eingriff mit dem Stift 24 befindet, und ein radialer Abstand zwischen der Wellenachse und einem Punkt, an dem sich die radial verlaufende Nut im Eingriff mit dem Stift 23 befindet, unveränderlich sind.

Ein Beschleunigen und Abbremsen der Nockenwelle 11 relativ zur Antriebswelle 1 ge­ schieht während einer Drehung der Antriebswelle 1, wenn die Scheibenachse exzen­ trisch zur Achse der Antriebswelle verläuft. Dies ist deswegen der Fall, da die radialen Abstände sich während einer Drehung der Antriebswelle ändern.

Für ein tiefer gehendes Verständnis dieser Vorrichtung wird auf die US-A-5,365,896 verwiesen.

Weiter ist in Fig. 1 zu sehen, daß ein jedes Scheibengehäuse 18 mit einer Öffnung 40 ausgestaltet ist, die eine der Antriebswellen 42 einer Haltestruktur 41 für einen Steuer­ stab zur Schwenkbewegung um eine Mittelachse der Stützwelle 42 in einer quer ver­ laufenden Ebene senkrecht zur Achse der Antriebswelle aufnimmt. Aus diesem Grund ist die Scheibe 17 so angeordnet, daß sie sich innerhalb der quer verlaufenden Ebene erstreckt. Ein jedes Scheibengehäuse 18 ist mit einer Nut 31 ausgestaltet, die nach in­ nen geschnitten ist. Die nach innen geschnittenen Nuten 31 sind ausgerichtet, um einen Steuerstab 33 aufzunehmen. Insbesondere weist jede Nut 31 einen rechteckigen Quer­ schnitt auf und nimmt einen rechteckigen Gleitschieber 35 auf, der relativ zur Nut 31 gleitend beweglich ist. Ein jeder Gleitschieber 35 weist eine zentrale kreisförmige Öff­ nung auf, die eine der kreisförmigen, exzentrischen Nocken 36 am Steuerstab 33 für ei­ ne Drehbewegung relativ zum Gleitschieber aufnimmt. Wie am besten in der Fig. 1 zu sehen ist, ist jeder Gleitschieber 35 zur Vereinfachung des Zusammenbaus in zwei Hälften geteilt. Im zusammengebauten Zustand umgeben die beiden Hälften eines je­ den Gleitschiebers 35 eine kreisförmige, exzentrische Nocke 36. Diese Unterbaugruppe wird in die entsprechende, nach innen geschnittene Nut 31 eingesetzt.

In den Fig. 4 bis 6 ist gezeigt, daß die Haltestruktur 41 für den Steuerstab, die die Stützwellen 42 für die Scheibengehäuse 18 aufweist, ein Unterteil 43 sowie integrierte Lagerabschnitte 44 umfaßt. Wie an den Fig. 4 und 6 deutlich zu erkennen ist, wird das Unterteil 43 in Befestigungsnuten 45 aufgenommen, die von der Spitze des Zylinder­ kopfes S nach innen zurückgesetzt sind. Die Befestigungsnuten 45 sind in einer sich längs erstreckenden Reihe des Zylinderkopfes S fluchtend. Die sich in Längsrichtung erstreckende Reihe ist in einer Mittenebene L positioniert, in denen die Achsen der Zy­ linder dieser Reihe angeordnet sind. Der Zylinderkopf S weist Befestigungsöffnungen für Zündkerzen auf, durch die jeweils Zündkerzen mit den Zylindern verbunden sind. Die Befestigungsöffnungen der Zündkerzen öffnen sich jeweils innerhalb der unteren Wän­ de der Befestigungsnuten 45. Die Haltestruktur 41 für den Steuerstab ist mit kreisförmi­ gen Fenstern 46 zum Befestigen von Zündkerzen jeweils oberhalb der Befestigungsöff­ nungen für die Zündkerzen ausgestaltet. Wie in der Fig. 4 gezeigt ist, sind die Fenster 46 zum Befestigen der Zündkerzen in der sich in Längsrichtung erstreckenden Reihe ausgerichtet, die sich innerhalb der Mittenebene L befindet. In den benachbarten Flä­ chen, die die Fenster 46 zum Befestigen der Zündkerzen umgeben, ist das Unterteil 43 mittels ersten Bolzen 47 und zweiten Bolzen 48 fest am Zylinderkopf S befestigt. Die er­ sten Bolzen 47 sind bezüglich der Mittenebene L ansaugseitig angeordnet, während die zweiten Bolzen 48 ablaßseitig angeordnet sind.

Wie am deutlichsten an der Fig. 4 zu erkennen ist, sind die ersten Bolzen 47 entlang ei­ ner ersten Reihe angeordnet, die sich parallel und beabstandet zur Mittenebene L er­ streckt. Die zweiten Bolzen 48 sind entlang einer zweiten Reihe angeordnet, die sich parallel und beabstandet zur Mittenebene L erstreckt. Wie am besten an der Fig. 6 zu erkennen ist, ist die erste Reihe, in der die ersten Bolzen 47 ausgerichtet sind, von der Mittenebene L um einen ersten Abstand Δ1 (Delta eins) beabstandet. Die zweite Reihe, entlang der die zweiten Bolzen 48 ausgerichtet sind, ist von der Mittenebene L um einen zweiten Abstand Δ2 (Delta zwei) beabstandet. Delta zwei Δ2 ist kleiner als Delta eins Δ1. Die zweiten Bolzen 48 weisen einen kleineren Durchmesser auf als die ersten Bolzen 47. In Fig. 4 ist zu erkennen, daß außer beim Fenster 46 zur Befestigung der Zündkerze auf der rechten Seite zwei erste Bolzen 47 und zwei zweite Bolzen 48 um jedes Befesti­ gungsfenster 46 für die Zündkerze angeordnet sind. Um das Fenster 46 zur Befestigung der Zündkerze auf der rechten Seite ist ein einzelner erster Bolzen 47 und ein einzelner zweiter Bolzen 48 angeordnet.

Die Befestigungsfenster 46 für die Zündkerze sind zwischen Einlaßventilheber-(intake valve lifter; IVL)bohrungen 49 und Abgasventiheber-(exhaust valve lifter; EVL)bohrungen 50 angeordnet. Bei dieser Anordnung stellen Spannungen, die auf­ grund des Festziehens der ersten und zweiten Bolzen 47 und 48 um das Fenster 46 herum entstehen, eine mögliche Ursache einer Verformung der IVL- und EVL- Bohrungen 49 und 50 dar. Beim Betrieb des Motors weisen die EVL-Bohrungen 50 eine größere Temperatur auf als die IVL-Bohrungen 49, hauptsächlich aufgrund der hohen Temperatur des Abgases. Daher verformen sich die EVL-Bohrungen 49 unter derselben Spannung mehr als die IVL-Bohrungen 50. Gemäß dem Ausführungsbeispiel wurde die Spannung, die auf die EVL-Bohrungen 50 wirkt, durch Verwendung der zweiten Bolzen 48 verringert. Die zweiten Bolzen 48 weisen einen genügend kleinen Durchmesser auf und ermöglichen so eine Anzugskraft, die niedrig genug ist, um die auf die EVL- Bohrungen 50 wirkenden Spannungen auf einen ausreichend kleinen Wert zu reduzie­ ren. Wenn die ersten Bolzen 47 den gleichen Durchmesser wie die zweiten Bolzen 48 aufweisen würden, würde die Gesamtkraft, mit der die Haltestruktur 41 für den Steuer­ stab am Zylinderkopf S befestigt ist, keinen befriedigend hohen Wert erreichen. Der Durchmesser der bei diesem Ausführungsbeispiel verwendeten ersten Bolzen 47 ist da­ her in ausreichendem Maße vergrößert, um eine ergänzende Anzugskraft bereitzustel­ len, so daß die Summe der Kräfte den ausreichend hohen Wert erreicht. Um die auf die EVL-Bohrungen 50 wirkenden Spannungen weiter zu reduzieren, sind die zweiten Bol­ zen 48 weiter entfernt von den EVL-Bohrungen 50 angeordnet als die ersten Bolzen 47 von den IVL-Bohrungen 49. Diese Beziehung wird durch Δ2 < Δ1 dargestellt.

Wie deutlich an den Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, sind die drei Lagerabschnitte 44 für jeweils drei Zylinder vorgesehen und erstrecken sich vom Unterteil 43. In der Fig. 5 ist zu erkennen, daß sich die Lagerabschnitte 44 schräg in Richtung nach rechts oben er­ heben und den Steuerstab 33 in einem Bereich nahe dem Scheibengehäuse 18 abstüt­ zen. Jeder Lagerabschnitt 44 umfaßt einen Hauptkörperabschnitt 44a und einen Deckel­ abschnitt 44b. Der Deckelabschnitt 44b ist über Bolzen 51 fest mit der oberen Ober­ fläche des Hauptkörperabschnittes 44a verbunden. Die Hauptkörperabschnitte und Deckelabschnitte 44a und 44b treffen an ihren zusammenpassenden Oberflächen an­ einander. An ihren zusammenpassenden Oberflächen sind sie vertieft und bilden eine Lageröffnung 52, in der der Steuerstab 33 aufgenommen ist. Die Haltestruktur 41 für den Steuerstab unterdrückt die Biegung des Steuerstabes 33 aufgrund der Ventilfedern, wodurch die Lagestabilität der Scheibengehäuse 18 verbessert wird.

Wie an der Fig. 5 zu erkennen ist, ist die Haltestruktur 41 für den Steuerstab an den Unterteilen mit Öffnungen 40 ausgestaltet, in denen die Stützwellen 42 aufgenommen sind. Die Stützwellen 42 stützen das Scheibengehäuse 18 jeweils für Schwenkbewe­ gungen ab. Die Exzenternocken 36 sind im Steuerstab 33 integriert. Mit Hilfe der Fig. 1 ist zu erkennen, daß eine Drehung des Steuerstabes 33 eine Änderung der Winkelstel­ lung der Exzenternocken 36 bewirkt, wodurch die Scheibengehäuse 18 jeweils um die Stützwellen 42 relativ zur Haltestruktur 41 für den Steuerstab schwenken. Diese Bewe­ gung der Scheibengehäuse 18 verursacht eine Verschiebung der Achse der Scheiben 17 relativ zur Achse der Antriebswelle 1, wodurch sich eine Exzentrizität der Scheiben 17 relativ zur Achse der Antriebswelle 1 ändert.

Der Steuerstab 33 erstreckt sich parallel zur Antriebswelle 1. An einem Ende ist der Steuerstab 3 antreibend mit einer nicht gezeigten Verstelleinrichtung verbunden. Am gegenüberliegenden Ende ist der Steuerstab 33 betriebsfähig mit einem nicht gezeigten Lagesensor verbunden.

Das Bezugszeichen 53 in den Fig. 1 und 2 bezeichnet eine Abgas-Nockenwelle, die durch Nockenhalter 54 am Zylinderkopf S gehalten wird.

Es ist ersichtlich, daß der Steuerstab 33 vorbestimmte, beabstandete Abschnitte auf­ weist, an denen die Exzenternocken 36 antreibend jeweils mit den Trägern 18 in Form der Scheibengehäuse verbunden sind. Die Haltestruktur 41 für den Steuerstab, die am Zylinderkopf S befestigt ist, umfaßt die Lagerabschnitte 44. Jeder Lagerabschnitt 44 ist zwischen den zwei benachbarten Nockenhaltern 13 in der Nähe des angrenzenden Trägers 18 angeordnet. Die Lagerabschnitte 44 stützen den Steuerstab 33 an Stellen in der Nähe der vorbestimmten, beabstandeten Abschnitte ab, um eine Biegung aufgrund der Ventilfedern um die vorbestimmten, beabstandeten Abschnitte zu unterdrücken.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform stützt die Haltestruktur 41 für den Steuerstab den Steuerstab 33 ab, während die Nockenhalter 13 die hohlen Nockenwellen 11 ab­ stützen. Des weiteren verbinden die Bolzen 47 und 48 die Haltestruktur 41 für den Steuerstab fest mit dem Zylinderkopf S und die Lagerabschnitte 44 der Haltestruktur 41 für den Steuerstab stützen den Steuerstab 33 in einem Bereich nahe den Scheibenge­ häusen 18 ab. Daher kann die Haltestruktur 41 für den Steuerstab eine Biegung des Steuerstabs 33 aufgrund der Ventilfedern unterdrücken, womit eine gleichmäßige Dre­ hung des Steuerstabs 33 sichergestellt ist. Insbesondere unterdrückt die Haltestruktur 41 für den Steuerstab Änderungen der Hubcharakteristiken der Ventile der einzelnen Zylinder.

Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Haltestruktur 41 für den Steuerstab ein einstückiges Teil, das sich über die gesamten Zylinder einer jeden Reihe erstreckt. Das Befestigen der Haltestruktur 41 am Zylinderkopf S ist einfach.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Haltestruktur 41 des Steuerstabes ein von den Nockenhaltern 13 unterschiedliches Teil und stützt den Steuerstab 33 ab. Daher wurden die Lagerabschnitte 44 des Steuerstabes 33 in ihrem Aufbau vereinfacht, was den Zusammenbau des Steuerstabes 33 erleichtert.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die abgasseitigen zweiten Bolzen 48 einen kleineren Durchmesser auf als die einsaugseitigen ersten Bolzen 47. Außer­ dem sind die zweiten Bolzen 48 weiter von den EVL-Bohrungen 50 entfernt als die er­ sten Bolzen 47 von den IVL-Bohrungen 49. Diese Anordnung unterdrückt eine Verfor­ mung der EVL-Bohrungen 50, was einen gleichmäßigen Betrieb der nicht gezeigten Ab­ gasventilheber sicherstellt.

Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Nockenhalter 13, die Haltestruktur 41 für den Steuerstab und die abgasseitigen Nockenhalter 54 einzeln durch Bolzen am Zylinderkopf S befestigt. Daher können die zusammenpassenden Oberflächen einen festen, gegenseitigen Eingriff herstellen, um zwischenliegende Durchlässe, was eine Leckage von Schmieröl durch derartige Durchlässe verhindert.

Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Unterteil 43 der Hal­ testruktur 41 für den Steuerstab ein einzelnes Teil, das sich über die gesamten Zylinder einer jeden Reihe erstreckt. Wenn dies gewünscht wird, kann das Unterteil jeweils in einzelne Teile für die Zylinder unterteilt werden und aus diesen bestehen. In diesem Fall sind die einzelnen Stücke am Zylinderkopf S über Bolzen 47 und 48 befestigt.

Der Inhalt der Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 9-236624, eingereicht am 2. September 1997, ist hiermit in seiner Gesamtheit durch Inbezugnahme mit aufge­ nommen.

Claims (10)

1. Variable Ventileinstell-(VVA)vorrichtung zur Bewegung von Nocken, durch die Ventile von Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine steuerbar sind, relativ zu einer Antriebswelle, mit folgenden Merkmalen:
beabstandete Nockenhalter, die an einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftma­ schine befestigt sind;
angetriebene, hohle Nockenwellen, die in den Nockenhaltern zur Drehung aufge­ nommen sind und Nocken aufweisen, durch die die Ventile von Zylindern des Mo­ tors steuerbar sind;
eine Antriebswelle mit einer Wellenachse, die sich zur Drehung um die Wel­ lenachse relativ zu den Nockenwellen durch die Nockenwellen erstreckt;
Antriebshülsen um die Antriebswelle, die mit der Antriebswelle zur Drehung um die Wellenachse verbunden sind,
wobei eine jede Antriebshülse und die angrenzende, angetriebene, hohle Nocken­ welle einen Antriebsflansch und einen Abtriebsflansch umfaßt, die entlang der Wellenachse beabstandet sind und einander gegenüberliegen;
Träger, die jeweils zur Bewegung in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse aus­ gestaltet sind;
zwischenliegende Teile, von denen ein jedes in einem der Träger zur Drehung um eine ihrer Achse abgestützt und antreibend zwischen den angrenzenden Antriebs- und Abtriebsflanschen verbunden ist;
ein Steuerstab mit vorbestimmten, beabstandeten Abschnitten, die jeweils mit den Trägern zur Steuerung der Lage eines jeden Trägers innerhalb der Ebene antrei­ bend verbunden sind;
eine Haltestruktur für den Steuerstab mit einem Unterteil, das am Zylinderkopf an Abschnitten in der Nähe von Befestigungsöffnungen für eine Zündkerze und um diese Befestigungsöffnungen herum befestigt ist,
wobei die Haltestruktur für den Steuerstab Lagerabschnitte aufweist, die sich vom Unterteil weg erstrecken, und jeder Lagerabschnitt zwischen zwei benachbarten Nockenhaltern in der Nähe eines angrenzenden Trägers angeordnet sind,
wobei ferner die Lagerabschnitte, die den Steuerstab an Stellen in der Nähe der vorbestimmten, beabstandeten Abschnitte abstützen, um eine Biegung des Steu­ erstabes um die vorbestimmten, beabstandeten Abschnitte zu unterdrücken.

2. VVA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Steuerstab Exzenternocken jeweils an vorbestimmten, beabstandeten Stellen aufweist und die Träger mit nach innen ausgeschnittenen Nuten ausgestaltet sind, in denen jeweils Gleitschieber aufge­ nommen sind, und wobei ferner die Gleitschieber Öffnungen aufweisen, in denen jeweils die Exzenternocken aufgenommen sind.

3. VVA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der zwischenliegenden Teile eine Scheibe mit einer mittleren Öffnung aufweist, durch die sich die Antriebswelle er­ streckt, und ein jeder Träger die Form eines Scheibengehäuses aufweist, das die angrenzende Scheibe drehbar abstützt.

4. VVA-Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei jede Scheibe einen ersten Stift und ei­ nen zweiten Stift trägt und die angrenzenden Antriebs- und Abtriebsflansche je­ weils mit ersten und zweiten, in radialer Richtung verlaufenden Nuten ausgebildet sind, in denen die ersten und zweiten Stifte jeweils aufgenommen sind.

5. VVA-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Haltestruktur für den Steuerstab Stützwellen trägt, die die Träger zur Bewegung in Ebenen senkrecht zur Wel­ lenachse halten.

6. VVA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Unterteil der Haltestruktur für den Steuerstab sich durchgängig über die Zylinder des Motors unter dem Zylinderkopf erstreckt.

7. VVA-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Haltestruktur für den Steuerstab je­ weils mit Fenstern zur Befestigung von Zündkerzen oberhalb der Befestigungsöff­ nungen für Zündkerzen ausgebildet ist und die Fenster zur Befestigung von Zünd­ kerzen in einer sich in Längsrichtung erstreckenden Reihe, die in einer Mittenebe­ ne des Zylinderkopfes angeordnet ist, ausgerichtet sind.

8. VVA-Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Zylinderkopf mit Einlaßventilheber- (IVL)bohrungen und Abgasventilheber-(EVL)bohrungen ausgestaltet ist und die Fenster zur Befestigung von Zündkerzen zwischen den IVL-Bohrungen und den EVL-Bohrungen angeordnet sind.

9. VVA-Vorrichtung nach Anspruch 8, die des weiteren folgende Merkmale aufweist:
erste Bolzen, durch die das Unterteil am Zylinderkopf fest verbunden ist und die zwischen der Mittenebene und den IVL-Bohrungen angeordnet sind;
zweite Bolzen, durch die das Unterteil fest mit dem Zylinderkopf verbunden ist und die zwischen der Mittenebene und den EVL-Bohrungen angeordnet sind;
wobei die ersten Bolzen von der Mittenebene um einen ersten Abstand beabstan­ det sind und die zweiten Bolzen von der Mittenebene um einen zweiten Abstand beabstandet sind,
wobei ferner der zweite Abstand kleiner als der erste Abstand ist.

10. VVA-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die zweiten Bolzen einen kleineren Durchmesser als die ersten Bolzen aufweisen.