DE3346556A1 - Ventilsteuerwechselvorrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Ventilsteuerwechselvorrichtung fuer brennkraftmaschinenInfo
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Description
Ventilsteuerwechselvorrichtung für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung einer Ventilsteuerwechseleinrichtung
zum Wechseln der Ventilsteuerung bzw. der Ventilsteuerzeit eines Einlaß- und/ oder Auslaßventils einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit
von Brennkraftmaschinenbetriebsbedingungen und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer hydraulischen
Vorrichtung zur Steuerung der Überführung eines Ventilkipphebels von einer ersten Stellung zu einer
zweiten Stellung und umgekehrt mit einer höheren Geschwindigkeit und einer vorbestimmten geeigneten Steuer zeit.
Ventilsteuerwechseleinrichtungen sind auf dem Gebiet der Brennkraftmaschinen zu verschiedenen Zwecken eingesetzt
worden. Die Ventilsteuerwechseleinrichtung wird beispielsweise bei einer sogenannten in zwei Betriebsarten
betreibbaren Brennkraftmaschine angewandt, die derart beschaffen und ausgelegt ist, daß die Ventilsteuerzeit
des Einlaß- und Auslaßventils im Arbeitsbereich der Brennkraftmaschine mit geringer Belastung
so geändert wird, daß einige Zylinder abgeschaltet werden, um einen Teillast-Brennkraftmaschinenbetrieb durchzuführen
.
Bei Benzin-Brennkraftmaschinen im allgemeinen, die eine solche Bauart haben, daß durch Mischen von Luft und
Brennstoff das Gemisch zuvor zubereitet wird, besteht
die Neigung, daß man eine gute Kraftstoffausnutzung in
einem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine mit hoher Belastung erhält. Daher werden bei der in zwei Betriebsarten
betreibbaren Brennkraftmaschine die Einlaß- und Auslaßventile von einigen Zylindern vollständig geschlossen
gehalten, um die Luft- und Brennstoffzufuhr zu unterbrechen und die Zylinder abzuschalten. Hierdurch wird
die Belastung der übrigen Zylinder der Brennkraftmaschine relativ erhöht, wodurch sich eine bessere Verbrennung
und verminderte Ladeverluste ergeben. Hierdurch wird die Kraftstoffausnutzung der Brennkraftmaschine im Brennkraftmaschinenbetriebsbereich
mit geringer Belastung wirk sam verbessert.
Der Ventilsteuerwechsel der Einlaß- und Auslaßventile, der in zwei Betriebsarten betreibbaren Brennkraftmaschine
erfolgt im allgemeinen dadurch, daß Ventilkipphebel von einer ersten Nocke zur Aktivierung der Zylinder wegbewegt
werden oder die Ventilkipphebel mit einer zweiten Nocke zur Zylinderabschaltung zusammenarbeiten oder in
Abhängigkeit von den Brennkraftmaschinenbetriebsbedingungen in Ruhe sind. Die ersten und zweiten Nocken sind
auf einer einzigen Nockenwelle ausgebildet und liegen nebeneinander.
Da die überführung der Ventilkipphebel im allgemeinen,
durch die Vorbelastungskraft von Federn erfolgt, ist es schwierig, eine ausreichende Bexvegungsgeschwindigkeit
der Ventilkipphebel zu erreichen, so daß es schwierig wird, den Ventilsteuerwechsel während des Betriebsbereichs
der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl vorzunehmen. Ferner besteht die Gefahr, daß die Ventilkipphebel
und/oder die Nocken dadurch beschädigt werden, daß der Ventilhub durch die Nocke zu einem Zeitpunkt ein
leitet wird, zu dem die Bewegung des Venti!kipphebel
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noch nicht beendet ist. Hierdurch werden die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der üblichen Ventilsteuerwechseleinrichtung
beeinträchtigt.
Eine Ventilsteuerwechselvorrichtung nach der Erfindung weist erste und zweite Nocken auf, die auf einer Nockenwelle
ausgebildet sind und voneinander unterschiedliche Nockenprofile haben. Ein Ventilkipphebel ist auf einer
IQ Kipphebelwelle angebracht und um die Kipphebelwelle beim
Kontakt mit der ersten und der zweiten Nocke schwenkbar bzw. drehbar. Der Ventilkipphebel ist auch in axialer
Richtung der Kipphebelwelle derart bewegbar/ so daß er in Berührung mit der ersten Nocke ist/ wenn der Ventilkipphebel
sich in einer ersten Stellung befindet/ während er in Berührung mit der zweiten Nocke ist/ wenn der Ventilkipphebel
sich in einer zweiten Stellung befindet. Zusätzlich ist eine Steuereinrichtung vorgesehen/ um wahlweise
den Ventilkipphebel in eine der beiden Stellungen in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine
zu bringen.
Die Steuereinrichtung enthält erste und zweite hydraulische Druckkammern/ die strömungsmäßig mit einer öldruckquelle
verbindbar sind, die mit Drucköl versorgbar ist. Die erste hydraulische Druckkammer bewirkt, daß
der Ventilkipphebel in die erste Stellung gebracht wird, wenn sie strömungsmäßig mit der öldruckquelle verbunden
ist. Die zweite hydraulische Druckkammer bewirkt,
3Q daß der Ventilkipphebel in die zweite Stellung gebracht
wird, wenn sie strömungsmäßig mit der öldruckquelle verbunden ist. Ein Strömungsrichtungsumlenkventil ist strömungsmäßig
zwischen der Öldruckquelle und der ersten
N und der zweiten hydraulischen Druckkammer angeordnet.
Das Strömungsrichtungsumlenkventil hat wahlweise einen ersten Zustand, in dem die erste hydraulische Druckkammer
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4.5
mit der öldruckquelle strömungsmäßig verbindbar ist und einen zweiten Zustand, in dem die zweite hydraulische
Druckkammer mit der öldruckquelle strömungsmäßig verbindbar ist. Zusätzlich ist ein Durchflußregelventil
strömungsmäßig zwischen dem Strömungsrichtungsumlenkventil und der zweiten hydraulischen Druckkammer
angeordnet und es ist derart beschaffen und ausgelegt, daß es offenbar ist, um das Strömungsrichfcungsumlenkventil
mit der zweiten hydraulischen Druckkammer strömungsmäßig in Abhängigkeit von der Drehung der Nockenwelle
zu verbinden.
Mit Hilfe des Durchflußregelventils wird der überführungszeitpunkt
des Ventilsteuerhebels daher so genau geregelt, daß er sich nicht mit dem Hub der Nockenwellennocken
überlappt, wodurch das Zusammenstoßen und der Streichkontakt mit einer starken Reibungskraft zwischen
dem Ventilkipphebel und der Nocke vermieden werden- Hierdurch wird wirksam eine Beschädigung oder ein
Brechen des Ventilkipphebels und/oder der Hocke verhindert, so daß man ein zuverlässig arbeitendes und dauerhaft
beständiges Arbeiten der Ventilsteuervrechselvorrichtung erreichen kann.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der
gleiche oder ähnliche Teile in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sind. In der Zeichnung
zeigt:
Figur 1 eine Draufsicht einer üblichen Ventilsteuerwechselvorrichtung,
Figur 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung von Figur 1,
Figur 3 eine Draufsicht eines wesentlichen Teils
einer in zwei Betriebsarten betreibbaren Brennkraftmaschine, die mit der üblichen
Ventilsteuerwechselvarrichtung nach Figur 1 ausgestattet ist,
Figur 4A eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung der Ventilsteuerzeiten der Einlaß-
und Auslaßventile während des Arbeitens der Zylinder oder ihrer Aktivierung,
Figur 4B eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung
der Ventilsteuerzeit des Einlaßventils während des Stillstands des Zylinders oder seiner Abschaltung,
Figur 5 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform einer
Ventilsteuerwechselvorrichtung nach der Erfindung, die an einer in zwei Betriebsarten
betreibbaren Brennkraftmaschine angebracht
ist,
Figur 6 eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung der Bewegung der Ventilkipphebel in
Abhängigkeit vom Ventilhub und vom ölpumpen-
hub,
Figur 7 eine schematische Ansicht der wesentlichen Teile eines abgewandelten Beispiels der Vorrichtung
von Figur. 5,
Figur 8 eine Figur 7 ähnliche Ansicht eines abgewandelten
Beispiels der Vorrichtung von Figur 7,
Figur 9 eine schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Ventilsteuerwechselvorrichtung
nach der Erfindung,
Figur 10 eine schematische Ansicht eines Durchflußregelventils, das bei der Vorrichtung nach
Figur 9 Verwendung findet, und
Figur 11 eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung
der Bewegung der Ventilkipphebel in Ab
hängigkeit vom Ventilhub und vom ölpumpenhub.
Zur Verdeutlichung der Erfindung wird nachstehend kurz auf eine sogenannte in zwei Betriebsarten betreibbare
Brennkraftmaschine eingegangen, die mit einer üblichen
Ventilsteuerwechselvorrichtung versehen ist. Die Erläuterung erfolgt unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis
Wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, ist ein Zylinderkopf mit einem Einlaßventil 2 versehen, das mit einem Zylin-'der
(nicht gezeigt) zusammenarbeitet. Ein Ventilkipphebel 3 ist drehbar auf einer Kipphebelwelle 4 angebracht.
Die Kipphebelwelle 4 ist mit Hilfe von Lagerstützen 5A, 5B durch den Zylinderkopf 1 drehbar gelagert.
Mit 6 ist eine Nockenwelle bezeichnet. Die Nockenwelle ist mit ersten und zweiten Nocken 6A, 6B ausgebildet,
die nebeneinander liegen. Die erste Nocke 6A hat ein Nockenprofil zum öffnen des Einlaßventils 2 über den Ventilkipphebel
3 auf eine solche Weise, die in Figur 4A beim Ansaughub während des Arbeitens oder der Aktivierung
des Zylinders gezeigt ist, wobei ein Zusammenwirken mit
- * - 4k
einer Ventilfeder 2A vorhanden ist, die in Figur 2 gezeigt ist. Die zweite Nocke 6B hat ein Nockenprofil zum
öffnen des Einlaßventils 2 durch den Ventilkipphebel 3
nur in einer solchen in Figur 4B gezeigten Weise am Ende (wenn sich der Kolben in der Nähe des unteren Totpunktes
befindet) des Ansaughubes während der Ruhe oder der Abschaltung des Zylinders. Der Zylinder ist hierbei derart
beschaffen und ausgelegt, daß er in einen Ruhezustand oder einen abgeschalteten Zustand bringbar ist, wenn die
Brennkraftmaschine in einem Betriebsbereich mit geringer Belastung betrieben wird. Der Ventilkipphebel 3 ist relativ
zur Kipphebelwelle 4 schwenkbar bzw. drehbar und er ist elastisch zwischen den Lagerstützen 5A, 5B unter
der Wirkung von einer ersten und einer zweiten Feder 8A, 8B derart abgestützt, daß er in axialer Richtung der Kipphebelwelle
4, d.h. in der Zeichnung nach oben und unten, bewegbar ist. Ferner ist ein Wechselring 7 zum Ändern
der Lage des Ventilkipphebels 3 gleitbeweglich auf der Kipphebelwelle 4 angebracht und derart ausgelegt, daß
er in axialer Richtung der K-ipphebelwelle 4 zwischen dem
Ventilkipphebel 3 und der Lagerstütze 5A bewegbar ist.
Somit ist die Lage des Wechselrings 7 durch den Gleichgewichtszustand der Kraftverhältnisse zwischen der ersten
Feder 8A und der zweiten Feder 8B bestimmt. Die erste Feder 8A befindet sich zwischen dem Wechselring 7 und dem
Ventilkipphebel 3, während sich die zweite Feder 8B zwischen der Lagerstütze 5B und dem Ventilkipphebel 3
befindet.
Der Wechselring 7 wird über eine Stange 9 mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung 10 betätigt, die einen Magneten
oder einen Hydraulikzylinder enthält. Die Betätigungseinrichtung 10 hierbei ist derart beschaffen und ausgelegt,
daß sie den Wechselring 7 in eine in Figur 1 in gebrochener Linie dargestellte Lage bringt, um zu bewirken,
-si-
daß der Ventilkipphebel 3 in Kontakt mit der zweiten Nocke 6B ist. Während des Arbeitens des Zylinders ist
der Wechselring 7 daher derart angeordnet, daß er den Ventilkipphebel 3 auf der ersten Nocke 6A hält, um das
Einlaßventil 2 in Abhängigkeit von dem Nockenprofil der ersten Nocke 6A zu öffnen und zu schließen, wie dies in
Figur 4ä gezeigt ist. Wenn der Wechselring 7 ausgehend von diesem Zustand in Richtung auf die Lagerstütze 5B
unter der Antriebskraft der Betätigungseinrichtung 10 bewegt wird, werden die Federn 8A, 8B zusammengedrückt,
und drücken den Ventilkipphebel 3 derart, daß sich der Ventilkipphebel 3 auf die zweite Nocke 6B während des
Zeitraums bewegt, zu dem ein Nachlaufteil 3A des Ventilkipphebels 3 sich im Rundkreisbereich B des Nockenprofils
der Nocke 6A befindet. In diesem Zustand öffnet das Einlaßventil 2 am Ende des Ansaughubs (wenn sich der
Kolben in der Nähe seines unteren Totpunktes befindet) kurzzeitig in Abhängigkeit von dem Nockenprofil der
zweiten Nocke 6B, wie dies in Figur 4B gezeigt ist. ■
Eine ähnliche Ventilsteuerwechselvorrichtung ist auch für ein Auslaßventil 11 vorgesehen, so daß das Auslaßventil
11 beim Ausstoßhub während des Arbeitens des Zylinders sich auf die in Figur 4A beschriebene Weise öffnet,
während es bei der Ruhestellung oder der Abschaltung des Zylinders geschlossen ist.
Wenn daher die Betätigungseinrichtung 10 im Betriebsbereich
der Brennkraftmaschine mit geringer Belastung betätigt wird, werden die Einlaß- und Auslaßvorgänge der
abgeschalteten Zylinder gesteuert, wobei verhindert wird, daß die abgeschalteten Zylinder mit dem Luft/Brennstoffgemisch
versorgt werden. Daher erfolgt in den abgeschalteten Zylindern keine Verbrennung und gleichzeitig wird
das Luft/Brennstoffgemisch, das den abgeschalteten Zylindern
nicht zugeführt wird, den arbeitenden Zylindern zugeleitet, so daß die Belastung dieser arbeitenden ZyUnder
relativ vergrößert wird. Als Folge hiervon kann man gute Kraftstoffausnutzungskennwerte insgesamt unter Vermeidung
einer Abnahme der Brennkraftmaschinenabgabeleistung erreichen. Der Grund, warum das Einlaßventil 2
des abgeschalteten Zylinders geringfügig wie in Figur 4B
IQ gezeigt, geöffnet wird, liegt darin, daß eine Zunahme
der Differenz zwischen den an den abgeschalteten Zylindern und den arbeitenden Zylindern erzeugten Drehmomenten
dadurch verhindert wird, daß Gas in die abgeschalteten Zylinder eingeleitet wird, um die Kompressionsarbeit in
diesen Zylindern zu verstärken.
Es haben sich jedoch die nachstehenden Nachteile und Schwierigkeiten bei der vorstehend beschriebenen üblichen
Ventilsteuerwechselvorrichtung ergeben:
In Verbindung mit der Tatsache, daß die Bewegung der Ventilkipphebel
durch die Vorbelastungskraft der Federn bewirkt wird, ist es schwierig, eine ausreichende Federvorbelastungskraft
beispielsweise aufgrund der beschränkten Platzverhältnisse beim Einbau zu erreichen. Hierdurch
wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Ventilkipphebel unvermeidbar verringert, so daß der Ventilsteuerwechsel
während hoher Brennkraftmaschinendrehzahlen schwierig
wird. Ferner ist es erforderlich, daß die Betätigungseinrichtung beträchtlich groß bemessen ausgelegt sein
muß, um entsprechend der Feder arbeiten zu können. Ferner kann es bei gewissen Betätigungseinrichtungsarbeitszeiten
vorkommen, daß der Ventilkipphebel-Nachlaufteil und/oder die Nocke infolge der Tatsache beschädigt wird bzw. werden,
daß der Ventilhub oder die Schwenk*- bzw. Drehbewegung des Ventilkipphebels durch die Nocke zu einem Zeit-
punkt eingeleitet wird, zu dem die Bewegung des Ventilkipphebels
noch nicht vollständig beendet ist, wobei der auf die Kontaktflächen von Ventilkipphebe!nachlaufteil
und Nocken einwirkende Druck pro Flächeneinheit in übermäßiger Weise zunimmt. Hierdurch werden die Zuverlässigkeit
und die Lebensdauer dar üblichen Ventilsteuerwechselvorrichtung nachteilig beeinflußt.
IQ Die vorstehende Beschreibung der üblichen Ventilsteuerwechselvorrichtung
berücksichtigend wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 eine erste bevorzugte
Ausführungsform einer Ventilsteuerwechselvorrichtung einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung erläutert. Die Ventilsteuerwechselvorrichtung
wird hierbei bei einer Reihen-Vierzylinder-Brennkraftmaschine angewandt, die in sogenannten
zwei Betriebsarten betreibbar ist, wobei zwei Zylinder (Zylinder Nr. 2 und 3) abgeschaltet werden können
oder sich in Ruhe befinden können {oder tot sein können). In Figur 5 sind gleiche oder ähnliche Teile wie
in den Figuren 1 bis 3 mit den gleichen Bezugszeichen aus Vereinfachungsgründen versehen. Wie üblich, ist ein
Einlaßventil 2 in einem Zylinderkopf vorgesehen, das mit einem nicht gezeigten Zylinder zusammenarbeitet. Ein Ventilkipphebel
3 ist drehbar auf einer Kipphebelwelle 4 angebracht. Die Kipphebelwelle 4 ist mit Hilfe von Lagerstützen
5A, 5B durch den Zylinderkopf drehbar gelagert. Eine Nockenwelle 6 ist ebenfalls mit Hilfe des Zylinderkopfs
drehbar gelagert.
Die Nockenwelle 6 ist mit Nocken 12, 13 für das Einlaßventil
2 und Nocken 12', 13' für ein Auslaßventil 11 ausgebildet. Diese Nocken sind benachbart zueinander angeordnet,
wie die Nocke 12 und die Nocke 13, die nebeneinanderliegend
angeordnet sind. Die Einlaß- und Auslaß-
ventile 2, 11 werden zum öffnen und Schließen auf die in
Figur 4A gezeigte Weise während der Aktivierung oder des Arbeitens der Zylinder mit Hilfe des Ventilkipphebals 3
und eines Ventilkipphebels 31 im Zusammenwirken mit Ventilfedern
(nicht gezeigt) betätigt. Während der Abschaltung oder der Ruhe wird das Einlaßventil 2 zum öffnen und
Schließen auf die in Figur 4B gezeigte Weise betätigt.
IQ Die Ventilkipphebel 3/ 3' sind nicht nur relativ zur Kipphebelwelle
4 drehbar bzw. schwenkbar/ sondern sie sind auch in axialer Richtung der Kipphebelwelle 4 zwischen
den Lagerstützen 5A, 5B gleitbewegbar. Wenn daher ein Drucköl in eine hydraulische Druckkammer 19A eingeleitet
wird, die durch die Kipphebelwelle 4, die Lagerstütze 5A,
einen Bund 15A und den Ventilkipphebel 3 begrenzt wird, bewegen sich die Ventilkipphebel 3, 31 von einer zur
anderen Lage, wodurch die Ventilsteuerung der Einlaß- und Auslaßventile 2, 11 geändert wird.
In Figur 5 ist die Nockenwelle 6 so dargestellt, daß sie
sich über der Kipphebelwelle 4 befindet und die Einlaß- und Auslaßventile 2, 11 sind so gezeigt, daß sie sich in
der Zeichnung unterhalb der Kipphebelwelle 4 befinden, so daß die Nockenwelle 6 und die Einlaß- und Auslaßventile
2, 11 etwa symmetrisch zueinander aus Übersichtlichkeitsgründen angeordnet sind. Die Anordnung derselben
wird jedoch geringfügig im Hinblick auf eine tatsächliche Ausfuhrungsform der Ventilsteuerwechselvorrichtung nach
der Erfindung geändert.
Wie gezeigt, ist die Nocke 12 für das Einlaßventil 2 und für den eingeschalteten bzw. arbeitenden Zylinder in
zwei gleiche Teile in einer Ebene unterteilt, zu der die Nockenwelleachse senkrecht ist, um schmalere Nocken 12A,
12A zu bilden, die untereinander das gleiche Nockenprofil
BAD ORIGINAL
oder die gleiche Kontur haben. Das Nockenprofil der Nocke 13 unterscheidet sich von jenem der schmaleren
Nocken 12A7 12B. Hierbei entspricht das Nockenprofil der
Nocken 12A, 12B jenem der Nocke 6A in Figur 1, so daß
das Einlaßventil 2 auf die in Figur 4A gezeigte Weise mit Hilfe der Nockenprofile der Nocken 12A, 12B betätigt
wird. Das Nockenprofil der Nocke 13 entspricht jener der Nocke 6B in Figur 1, so daß das Einlaßventil 2
auf die in Figur 4B gezeigte Weise mit Hilfe des Nockenprofils der Nocke 13 betätigt wird. Die Nocke 13 hat
die gleiche Breite wie die schmalere Nocke 12A, 12B. Diese Nocken sind nebeneinander in der Reihenfolge
schmalere Nocke 12A, schmalere Nocke 12B und Nocke 13 angeordnet/ wobei ein Zwischenraum (kein Bezugszeichen)
zwischen den schmaleren Nocken 12A und 12B freibleibt, der etwa die gleiche Breite wie die Nocken 12A und 12B
hat. Der Nachlaufteil 14 des Ventilkipphebels 3 ist in
diesem Zusammenhang mit zwei Kontaktabschnitten 14B, 14B
ausgebildet/ die einen Abstand voneinander haben und die jeweils mit den Nockenflächen der Nocken 12A und
12B zusammenarbeiten können. Es ist daher verständlich/ daß bei der Bewegung des Ventilkipphebels 3 in Richtung
auf die Seite der Nocke 13 etwa um einen Abstand der Breite der Nocke 12A, 12B, 13 in axialer Richtung der
Kipphebelwelle 4 derart, daß einer der Kontaktabschnitte 14B/ 14B in Berührung mit der Nocke 13 gebracht wird,
sich die Nocke 12B zwischen den beiden Kontaktabschnitten 14B, 14B befindet. Daher ist ein ausgenommener Teil 14A
zwischen den beiden Kontaktabschnitten 14B, 14B ausgebildet, um zu erreichen, daß die Nocke 12B nicht einen
wirksamen Kontakt zwischen der Nocke 13 und einem der Kontaktabschnitte 14B behindert. Wie gezeigt, ist die
Nocke 12' des Auslaßventils 11 auf ähnliche Weise ausgebildet
und hat schmalere Nocken 12A1, 12B1, die einen
Abstand voneinander haben. Die schmaleren Nocken 12A1, 12B1
haben ein Nockenprofil, das die Betätigung des Auslaßventils
auf die in Figur 4A gezeigte Weise ermöglicht. Die Nocke 13' hat ein solches Nockenprofil, daß das
Auslaßventil geschlossen bleibt/ wie dies in Figur 4B gezeigt ist. Der Nachlaufteil 14' eines Ventilkipphebels
31 für das Auslaßventil 11 ist auf ähnliche Weise ausgebildet
und hat zwei Kontaktabschnitte 14B', 14B', zwischen denen ein ausgenommener Abschnitt 14A1 vorhanden
-^q ist. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die Nocken 12A,
12B, 12A1 und 12B1 und die Ventilkipphebelnachlaufteile
14, 14" derart beschaffen und ausgelegt sind, daß der Bewegungsweg
der Ventilkipphebel 3, 3' etwa halb so groß wie bei der üblichen Ventilsteuerwechselvorrichtung nach
■^ den Figuren 1 bis 3 wird.
Wie gezeigt, ist der Bund 15A gleitbeweglich auf der Kipphebelwelle
4 angebracht und befindet sich zwischen dem Ventilkipphebel 3 und der Lager stütze 5A, während in ahn τ
2Q licher Weise ein Bund 15B auf der Kipphebelwelle 4 angebracht
ist und sich zwischen dem Ventilkipphebel 31
und der Lagerstütze 5B befindet. Zusätzlich ist eine Feder S zwischen dem Bund 15A und dem Ventilkipphebel 3
angeordnet, die bewirkt, daß die Brennkraftmaschine in -Abhängigkeit von den Nocken 12, 12' beim Anlassen der
Brennkraftmaschine arbeitet, wenn der Öldruck noch nicht ausreichend angestiegen ist. Die Feder S drückt die Ventilkipphebel
3, 31 in Richtung auf die Seite der Nocken
12, 12' zum Arbeiten der Zylinder. Mit 17 ist ein Distanz--
OQ ring bezeichnet.
Eine Ölpumpe 21 arbeitet, um das hydraulische DruckÖl
von einem Ölbehälter 29 unter Druck zu setzen und sie ist derart beschaffen und ausgelegt, daß die hin- und
gc hergehende Bewegung eines Kolbens 21A der Ölpumpe mit
Hilfe einer Nocke 20 ausgeführt wird, die auf der Nocken-
welle 6 ausgebildet ist, so daß die Ölpumpe 21 Drucköl
liefert und abgibt. Ein Sammler 22 sammelt und speichert das Öl von der Ölpumpe 21 und führt Drucköl den Druckkammern
19A, 19B über das Strömungsrichtungsumlenkventil
23 zu und leitet das Drucköl in ein Steuerventil 24 ein. Nunmehr erscheint es so, daß die Zeitdauer berücksichtigt
werden muß, die man benötigt, um zu erreichen, daß der Druck in der Druckkammer 22B des Samm-
IQ lers 22 wiederum einen vorbestimmten Wert für das öl
von der ölpumpe 21 erreicht, nachdem das gesammelte Öl
in der Druckkammer 22B ausgeleitet worden ist. Die Zeitdauer zur Erreichung des vorbestimmten Druckes beläuft
sich jedoch etwa beispielsweise auf 0,5 Sekunden und zwar selbst im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine
(bei etwa 600 Upm), wenn die Abgabemenge des Sammlers 22 auf 5 ecm und die Abgabemenge der ölpumpe 21 auf 1 ecm
pro Umdrehung der Brennkraftmaschine eingestellt ist. Daher kann man in der Praxis davon ausgehen, daß der
Sammler 22 immer mit Drucköl gefüllt ist, das einen höheren Druck als der vorbestimmte Wert hat.
Das Strömungsrichtungsumlenkventil 23 ist ein hin- und hergehend bewegbares Schieberventil mit vier Anschlüssen
und ist an seinem Körperabschnitt 23A mit einer Schieberöffnung 23B versehen, die in Form eines geraden Zylinders
ausgebildet ist. Ein Schieber 23C ist derart beschaffen und ausgelegt, daß er in der Schieberbohrung
23B angeordnet und gleitbar ist. Ferner ist der Körperabschnitt 23A des Ventils 23 mit vier Ringnuten 23D versehen,
die jeweils in Verbindung mit einem Zylinderanschluß
A, einem Pumpenanschluß P, einem Zylinderanschluß B und einem Behälteranschluß T sind, wie dies in der Zeichnung
dargestellt ist. Der Zylinderanschluß Ά steht über
die Öldruckkanäle 18A, 4A mit der hydraulischen Druckkammer 19A in Verbindung. Der Zylinderanschluß B steht über
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die Öldruckkanäle 18B, 4B mit der hydraulischen Druckkammer
19B in Verbindung- Der Pumpenanschluß P steht mit der Druckkammer 22B des Sammlers 22 in Verbindung,
Der Behälteranschluß T steht mit dem ölbehälter 29 über ein Entlastungsventil 27 in Verbindung.
Der Schieber 23C enthält hervorstehende Schieberumfangsteile
23E/ die in Gleitkontakt mit der Innenfläche der
IQ Schieberbohrung 23B sind, und SchieberStangenabschnitte 23F.
Ein Endabschnitt des Schiebers 23C ist mit Nuten 23G, 23H ausgebildet, mit denen ein Anschlag 26 zusammenarbeitet,
der die Bewegung des Schiebers 23C verhindert. Wenn daher der Schieber 23C unter der Wirkung eines Steuer-
^5 drucks von dem Steuerventil 24 bewegt wird, werden die
öldurchgänge, die im Zusammenwirken mit den Ringnuten ■ 23D und den Schieberstangenabschnitten 23F gebildet werden,
geändert, so daß die Druckölzufuhr zu den hydraulischen
Druckkammern 19A, 19B geändert wird.
Wenn beispielsweise der Steueröldruck die rechte Seite des Steuerschiebers 23C beaufschlagt, um den Steuerschieber
23C in eine zu äußerst links liegende Stellung (in der Zeichnung) zu bewegen, an der die Klaue 26A
des Anschlags"26 in die Nut 23G eingreift, wird das Drucköl
von dem Sammler 22 der hydraulischen Druckkammer Ί9Α über den Pumpenanschluß P, den öldurchgang in der Schieberbohrung
23B und den Zylinderanschltiß A zugeführt. Gleichzeitig wird das öl in der hydraulischen Druckkammer
19B zu dem ölbehälter 29 über den Zylinderanschluß B,
den öldurchgang der Schieberbohrung 23B und den Behälteranschluß
T zurückgeleitet. Wenn hingegen der Steuerschieber 23C sich in seiner zu äußerst rechts liegenden Lage
(in der Zeichnung) befindet, in der der Anschlag 2 6 in Eingriff mit der Nut 23H ist, wird das DruckÖl von dem
Sammler 22 der hydraulischen Druckkammer 19B über den
Pumpenanschluß P, den Öldurchgang in der Schieberbohrung
23B und den Zylinderanschluß B zugeführt. Gleichzeitig wird das Öl in der Druckkammer 19A zum ölbehälter 29
über den Zylinderanschluß A, einen Öldurchgang in der
Schieberbohrung 23B und den Behälteranschluß T zurückgeleitet.
Eine zeitliche steuerbare Hubeinrichtung 25 ist vorge-
^q sehen, um den Anschlag aus den Nuten 23G, 23H in zeitlicher
Abstimmung auf die Drehung der beiden Nocken 12, 13 für das Einlaßventil 2 (oder die beiden Nocken 12',
13' für das Auslaßventil 11) zu lösen. Die zeitlich steuerbare Hubeinrichtung 25 wird direkt (nicht über ein
I^ Rückschlagventil) mit dem Drucköl versorgt, dessen Druck
durch die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 21A aufgebaut wird, der in zeitlicher Zuordnung zu der Nocke
20 zum Antreiben der ölpumpe 21 arbeitet. Als Folge hiervon
führt der Kolben 25A der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung 25 eine einfache hin- und hergehende Bewegung
in zeitlicher Abstimmung auf die Nocke 20 aus. Wenn der Kolben 25A gehoben ist■(nach oben bewegt worden ist)
und zwar entgegen der Vorbelastung einer Feder 25B, wird der Eingriffszustand des Anschlags 26 mit der Nocke 23G
aufgehoben. Es ist noch zu erwähnen, daß die Vorbelastungskraft der Feder 25B zum Drücken des Kolbens 25A
nach unten derart eingestellt ist, daß die nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens 25A unter einem Druck erfolgt,
der höher als der für den Sammler 22 vorbestimmte Wert ist. Ferner ist die Nocke 20 für das Treiben der ölpumpe
derart ausgebildet, daß die Anschlaglösezeit dieser Hubeinrichtung 25 dem Zeitpunkt entspricht, zu dem das
Einlaßventil 2 einer der Zylinder (in diesem Fall des Zylinders Nr. 2) der Zylinder (der Zylinder Nr. 2 und 3)
gg geschlossen ist, die abschaltbar sind.
Das Steuerventil 24 zur Steuerung des Strörnungsrichtungsumlenkventils
23 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß es sich in einer der Stellungen P1 und P 2 unter der
Wirkung eines Magneten 24A befindet/ der mit Hilfe eines elektrischen Signals von einer Steuerschaltung 30 erregbar
ist. Wenn der Magnet 24A arbeitet, um das Steuerventil 24 in die Stellung B1 zu bringen, kann das Drucköl
von dem Sammler 22 der rechten Seite oder einer Kammer b des Strömungsrichtungsumlenkventils 23 zugeführt werden,
um den Schieber 23C in seine am äußersten links liegende Stellung zu drücken, so daß das öl an der linken Seite
des Ventils 23 in den Ölbehälter 29 zurückgeleitet wird. Wenn andererseits der Magnet 24A betätigt wird, um das
Steuerventil 24 in die Stellung P2 zu bringen, kann das Drucköl von dem Sammler 22 der linken Seite oder einer
Kammer b des Strömungsrichtungsumlenkventils 23 zugeführt werden, um den Steuerschieber 23C in seine äußerst rechts
liegende Stellung zu drücken, so daß das öl an der reclrten
Seite des Ventils 23 in den Ölbehälter 29 zurückgeleitet wird.
Die Steuerschaltung 30 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß sie ein elektrisches Signal von einem Brennkraftmaschinenbelastungssensor
31 erhält, der den Brennkraftmaschinenbelastungszustand
erfaßt, wobei der Sensor in Betriebsverbindung mit einem Gas- bzw. Fahrpedal
32 ist und um den Magneten 24A des Steuerventils 2'4 derart zu betätigen, daß das Steuerventil 24 in die Stellung
B2 gebracht wird, wenn die Brennkraftmaschine beispielsweise im Arbeitsbereich mit einer vorbestimmten geringen
Belastung arbeitet. Mit den Bezugszeichen 28A, 28B und 28C sind jeweils Rückschlagventile bezeichnet und mit 27
ein Entlastungsventil.
Bei dieser Ausführungsform ist der Anschlag 26 in Eingriff
mit einer der Ringnuten 23G, 23H des Steuerschiebers 23C bringbar/ um den Steuerschieber 23C in einer
der beiden Stellungen festzulegen. Der Anschlag 26 wird normalerweise so gedrückt, daß er unter der Vorbelastung
einer Feder (nicht gezeigt) in Eingriff mit der Nut 23G, 23H ist. Der Eingriff des Anschlags 26 mit der Nut 23G,
23H wird durch das Drehen des Anschlags 26 in Gegenrichtung zur Druckrichtung der Feder aufgehoben. Eine solche
Drehung des Anschlags 26 erfolgt durch die Drehung eines Arms 40 im Gegenuhrzeigersinn beim Zusammenarbeiten mit
einer vorstehenden Stange 25C der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung 25. Selbstverständlich ist der Eingriffszustand
des Arms 40 und der zeitlich steuerbaren Stange 25C der Hubeinrichtung nur dann vorhanden, wenn eine
elektromagnetische Betätigungseinrichtung 41 sich in einem Zustand befindet, bei dem eine bewegliche Stange
21A in der Zeichnung nach links bewegt wird. Wie sich aus der Zeichnung entnehmen läßt, beträgt die nach links
gerichtete Bewegung der Betätigungsstange 41A, daß der Arm 40 in Eingriff mit der vorstehenden Stange 25C der
zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung 25 kommt. Die vorstehende Stange 25C der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung
25 ist mit dem Kolben 25A verbunden„ der direkt den
Öldruck von der ölpumpe 21 erhält, so daß die Stange 25C
eine hin- und hergehende Bewegung in zeitlicher Abstimmung auf die hin- und hergehende Bewegung des Ölpumpenkolbens
21A oder der Drehung der Nocken 12, 12' ausführt.
Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 41 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß sie zu einer vorbestimmten Zeitperiode erregbar ist, um die Stange 41A
in der Zeichnung nach links zu bewegen, wenn sich der Arbeitsbereich der Brennkraftmaschine ausgehend von einem
vorbestimmten hohen Belastungsbereich der Brennkraftma-
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schine zu einem vorbestimmten niedrigen Belasfcungsbereich
der Brennkraftmaschine ändert oder ausgehend von einem
vorbestimmten niedrigen Belastungsbereich eier Brennkraft - <
maschine zu einem vorbestimmten hohen Belastungsbereich I
der Brennkraftmaschine ändert» Diese Erregung der elektromagnetischen
Betätigungseinrichtung 41 erfolgt durch die Steuerschaltung 30, die das Signal von dem Brennkraftmaschinenbelastungssensor
oder dem Beschleunigungssensor 31 erhält, der den Niederdrückweg des Gas- bzw. Fahrpedals
ermittelt.
Zusätzlich sind bei dieser Ausführungsform zwei Durchflußregelventile
33 und 34 jeweils in den beiden ölkanälen 18B, 18B angeordnet, mittels denen der Anschluß B
des Strömungsrichtungsumlenkventils 23 mit zwei hydraulischen Druckkammern 19B, 19B verbindbar ist. Jedes Durchflußrege
!ventil 33, 34 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß eine Verbindung zwischen dem Anschluß B und
der hydraulischen Druckkammer 19B über den öldurchgang
18B herstellbar ist, wenn die Nocken der Nockenwelle 6
sich in einer vorbestimmten Stellung oder einem vorbestimmten Winkel befinden. Das Durchflußregelventil 33, 34
enthält ein Ventilelement 35, das in einer Bohrung (kein Bezugszeichen) eines Ventilgehäuses 36 gleitbeweglich angeordnet
ist. Das Ventilelement 35 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß es den Öldurchgang 18B öffnet und absperrt,
der sich in Richtung auf die Ventilgehäusebohrung öffnet. Das Ventilelement 35 wird immer in die Richtung
gedrückt, daß der Öldurchgang 18B geschlossen ist und
zwar mit Hilfe einer Feder 37 und es mit einer stößelähnlichen Stange 38 verbunden, die das Ventilelement in
axialer Richtung treibt. Das spitze Ende der Stange 38 steht aus der Ventilgehäusebohrung vor und ist in Kontakt
mit einer sich drehenden Nocke 39A, 39B, die synchron mit der Nockenwelle 6 drehbar sind, so daß die Nocke 39A,
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- 7» - Ί,Λ
39Β pro Umdrehung der Nockenwelle 6 eine Umdrehung ausführt. Demzufolge öffnet und schließt das Druchflußregelventil
33, 34 sich in Abhängigkeit von dem Nockenprofil oder der Kontur der sich drehenden Nocken 39A, 39B, Es
ist noch zu erwähnen, daß das Nockenprofil der Nocke 39A,
39B derart geformt ist, daß das Durchflußregelventil 33,
34 öffnet, um eine öldruckzufuhr über den öldurchgang 18B
während einer Zeitperiode zu gestatten, die von den Zeitperioden abweicht, während der die Einlaß- und Auslaßventile
in Verbindung mit dem Ventil 33, 34 gehoben oder geöffnet werden, d.h. daß das Ventil 33, 34 während des
Kompressions- oder Expansionshubs des zugeordneten Zylinders geöffnet wird. Daher wird der Öldruck durch den öl-
IQ durchgang 18B zu der hydraulischen Druckkammer 19B während
anderen Zeitperioden als den Zeitperioden der Ventilhubbewegungen durch die Nocken 12, 12' zugeleitet,
wenn der Ventilsteuerwechsel der Einlaß- und Auslaßventile durchgeführt wird.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der so ausgebildten
Ventilsteuerwechselvorrichtung erläutert.
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine, bei dem alle
Zylinder im Arbeitszustand sind, werden die Einlaß- und Auslaßventile 2, 11 auf die in Figur 4 gezeigte Weise mit
Hilfe der Nocken 12, 12' geöffnet und geschlossen. Gleichzeitig erfolgt die hin- und hergehende Bewegung des ölpumpenkolbens
21A in Abhängigkeit von der Nocke 20 für den ö!pumpenantrieb, so daß unter Druck das Drucköl von
dem ölbehälter 29 zu der Sammlerdruckkammer 22B zugeführt
wird, in der der Öldruck auf den vorbestimmten Wert ansteigt. Das öl, das diesen erhöhten Druck hat, gelangt
sowohl zu dem Pumpenanschluß P des Strömungsrichtungsumlenkventils 23 als auch des Steuerventils 24.
Da in diesem Zustand das Steuerventil 24 sich in der Stellung P1 befindet/ wird der Steueröldruck von dem
Steuerventil 24 an die rechte Seite oder die Kammer b des Strömungsrichtungsumlenkventils angelegt, um den
Steuerschieber 23C in seine äußerst links liegende Stellung zu drücken, so daß der Anschlag 26 in Eingriff mit
der Nut 23G ist, wie dies in Figur 5 gezeigt ist. In diesem Zustand wird das am Pumpenanschluß 5 angekommene
IQ öl der hydraulischen Druckkammer 19A über den öldurchgang
in der Schieberbohrung 23B, den Zylinderanschluß A und den Öldruckdurchgängen 18A, 4A zugeführt, so daß die
Ventilkipphebel 3, 3' so gedrückt werden, daß sie sich auf den Nocken 12, 121 für den arbeitenden Zylinder be-
IQ finden. Zu diesem Zeitpunkt steht die hydraulische Druckkammer
19B mit dem ölbehälter 29 über die öldruckdurchgänge 4B, 18B, den Zylinderanschluß B, den Öldurchgang
in der Schieberbohrung 23B und den Behälteranschluß T
in Verbindung.
Wenn die Steuerschaltung 30 ermittelt, daß die Brennkraftmaschine bei einem vorbestimmten niedrigen Belastungsbereich
betrieben wird und zwar durch das Signal von dem Belastungssensor 31, der in Betriebsverbindung mit dem
Gas- bzw. Fahrpedal 32 ist, wird der Magnet 24A des Steuerventils 24 betätigt, um die Stellung des Steuerventils
ausgehend von der Stellung P1 zu der Stellung P-2 zu ändern.
Somit wirkt der Steueröldruck von dem Steuerventil 24 auf die linke Seite oder die Kammer a des Strömungsrichtungsumlenkventils
23 ein, um den Steuerschieber 23C nach rechts zu drücken. Zu diesem Zeitpunkt wird die elektromagnetische
Betätigungseinrichtung 41 während einer vorbestimmten Zeitperiode erregt, um den Arm 40 bzw. den Hebel 40
in Figur 5 nach links zu bewegen. Demzufolge werden die Stange 25C der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung 25 und
der Arm 40 in den Zustand gebracht, in dem sie möglicher-
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weise miteinander zusammenarbeiten können. Nunmehr führt die Stange 25C der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung
ihre hin- und hergehende Bewegung zeitlicher Abstimmung auf den Hub der Nocken 12, 12' aus und sie ist so beschaffen
und ausgelegt, daß sie vorsteht, um den Anschlag 26 über den Arm 40 zu drehen und somit den Eingriffszustand
des Anschlags 26 mit dem Steuerschieber 23 in der Nähe des unteren Totpunktes zu lösen. Diese Lösung des
Eingriffszustands zu einem vorbestimmten Zeitpunkt wird
durch die entsprechende Einstellung der Phase der Nocke 20 zum Antreiben der ölpumpe 21 erreicht. Wenn der Eingriff
des Anschlags 26 aufgehoben ist, wird der Steuerschieber 23C des Strömungsrichtungsuialenkventils 23 in Figur
nach rechts verschoben und in dieser Stellung festgelegt, so daß der Anschlag 26 in Eingriff mit der Nut 23H des
Steuerschiebers 23C ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Hub der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung 25
nicht ausgeführt wird, bis der Sammler 22 wiederum mit
Steuerschiebers 23C ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Hub der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung 25
nicht ausgeführt wird, bis der Sammler 22 wiederum mit
öl gefüllt ist, wobei dann die elektromagnetische Betätigungseinrichtung
41 wiederum entregt wird.
Bei dieser umgeschalteten Stellung des Strömungsrichtungsumlenkventils
23 wird der Öldruck von dem Sammler 22 den Durchflußregelventilen 33 und 34 zugeführt, während der
Öldruck in den hydraulischen Druckkammern 19A, 19A über das Strömungsrichtungsumlenkventil 23 in Richtung zum ölbehälter
29 entlastet wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt der zugeordnete Zylinder in den Kompressions- oder Expansionshub
gebracht wird, werden die Durchflußregelventile 33,
34 unter der Wirkung der sich drehenden Nocken 39A, 39B geöffnet, um den Öldruck den hydraulischen Druckkammern
19B, 19B zuzuführen.
- 23-- 3U- ■
Somit werden die Ventilkipphebel 3, 3' ruck'rai und gleichförmig zur Seite der Nocken 13, 13" bewegt, ohne durch die
i Teile 12, 12' gehoben zu werden, so daß auf* diese Weise !
der Wechsel der Ventilsteuerung der Einlaß- und Auslaß- \
ventile 2, 11 wie in Figur 6 gezeigt durchgeführt wird.
Um die Ventilkipphebel 3, 3' zur Seite der Nocken 12, 12l
wiederum zurückzustellen, werden die hydraulischen Druckkammern 19A, 19A mit Öldruck über das Strömungsrichtungsumlenkventil
23 versorgt, während das zuvor zugeführte Drucköl in den hydraulischen Druckkammern 19B eingeschlossen
bleibt, bis die Durchflußregelventile 33, 34 offen sind. Der so eingeschlossene Öldruck wird in Richtung zum
Ölbehälter 29 beim Kompressions- oder Expansionshub des zugeordneten Zylinders aufgehoben, in dem die Durchflußregelventile
33, 34 offen ist. Daher werden die Ventilkipphebel 3, 3' ruckfrei und gleichförmig auf die Nocken
12, 12' ohne eine Überlappung des Nockenhubs der Nocken
12, 12' zurückbewegt.
Es ist somit zu ersehen, daß die axiale Bewegung der Ventilkipphebel 3, 31 niemals während des Hubs der Nocken
12, 12' ausgeführt wird, so daß die Ventilkipphebel 3, 3'
wirksam an einem Kontakt mit der Nockenfläche der Nocken 12, 12' während der Axialbewegung gehindert sind. Hierdurch
werden Beschädigungen und ein Brechen der Ventilkipphebel 3, 31 und der Nocken 12, 121 verhindert, so daß
die Lebensdauer der Ventilsteuerwechselvorrichtung verbessert wird. Infolge der Verwendung der Durchflußregelventile
33, 34 kann ferner die Schaltzeit des Strömungsrichtungsumlenkventils
33 auf geeignete Weise eingestellt werden, um die Steuerung der Ventilsteuerwechselvorrichtung
zu erleichtern. Da darüberhinaus keine Möglichkeit
g5 der Beschädigung der Ventilkipphebel 3, 31 und der Nocken
12, 12' besteht, läßt sich die Bewegungsgeschwindigkeit
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3?
der Kipphebel 3, 3' beispielsweise dadurch veiter erhöhen,
daß man den Öldruck erhöht, so daß ermöglicht werden kann, daß man auch den Ventilsteuerwechsel der Einlaß-
und Auslaßventile 2, 11 selbst bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine genau ausführen kann. Auch ist
noch zu erwähnen, daß das Grundprinzip der Ausführungsform nach Figur 5 leicht auf die Anwendungsfälle anwendbar
ist, bei denen die Ventilkipphebel 3, 3' einzeln unter Verwendung der Durchflußregelventile 33, 34 bewegt
werden, die den jeweiligen Ventilkipphebeln 3, 31 zugeordnet
sind.
Figur 7 zeigt eine Ausführungsvariante der Ausbildungsform
nach Figur 5, wobei Durchflußregelventile 42, 43
jeweils in den Öldurchgängen 18B, 18B angeordnet sind, die sich von den Typen der Durchflußrege!ventile nach
Figur 5 unterscheiden. Die Durchflußregelventile 42, 43 enthalten einen drehbaren Schieber 44, der in der Bohrung
eines Ventilgehäuses 45 drehbar angeordnet ist. Der Schieber 44 ist an seiner ümfangsflache mit einer Nut 46 versehen,
die länglich sich über den äußeren Umfang längs des äußeren Umfangs des Schiebers etwa um die Hälfte des
äußeren Umfangs erstreckt. Zusätzlich ist das Ventilgehäuse 45 mit ersten und zweiten Anschlüssen 47, 48 versehen,
die sich zur Nut 46 des Schiebers 44 öffnen können, so daß sie miteinander in Verbindung stehen können. Der erste Anschluß
47 steht mit der hydraulischen Druckkammer T9B in
Verbindung, während die zweite öffnung 48 mit dem Anschluß B des Strömungsrichtungsumlenkventils 23 in Verbindung
steht. Wenn daher der Schieber 44 in eine Stellung gedreht wird, in der die Anschlüsse 47 und 48 sich ζτα der Nut 46
öffnen, wird der Öldruck von dem StrÖmungsrichtungsumlenkventil 23 in die hydraulischen Druckkammern 19B, 19B eingeleitet.
Der Schieber 44 ist mit der Nockenwelle 6 auf eine solche Weise verbunden, daß er sich synchron mit der
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Nockenwelle dreht, so daß der Schieber 44 eine Umdrehung pro einer Umdrehung der Nockenwelle ausführt. Die lagemäßige
Zuordnung zwischen der Mut 46 und den Anschlüssen 47, 48 ist derart getroffen, daß die Anschlüsse 47, 48
miteinander in Verbindung stehen, um zu bewirken, daß das
Durchflußregelventil 42, 43 während des Kompressionsoder Expansionshubs des zugeordneten Zylinders öffnet.
Das so angeordnete Durchflußregelventil 42, 43 hat einen ^O einfacheren Aufbau und es werden die Druckschwankungen
während seines öffnens und Schließens reduziert.
Die Durchflußregelventile 42, 43 können durch ein Durchflußregelventil
49 ersetzt werden, das in Figur 8 gezeigt.
I^ ist. Das Durchflußregelventil 49 enthält einen Schieber
50, der an seinem Mittelteil mit einem öldurchgang 51
ausgebildet ist, der mit dem Anschluß B des Strömungsrichtungsumlenkventils
23 in Verbindung steht und der auch mit einer Nut 5OA an seiner Umfangsflache des Steuer-Schiebers
50 ausgebildet ist. Der Schieberöldurchgang 51 ist in entsprechender Weise über die Nut 5OA mit dem
ersten und dem zweiten Anschluß 52 und/oder 53 in Abhängigkeit von der Drehung des Schiebers 50 in Verbindung
bringbar. Der erste und der zweite Anschluß 52 und 53 stehen jeweils mit den hydraulischen Druckkammern 19B, 19B
in Verbindung. Selbstverständlich ist der Schieber 50 synchron mit der Nockenwelle 6 drehbar.
Die Figuren 9 und 10 zeigen ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Ventilsteuerwechselvorrichtung nach der Erfindung.
Bei dieser Ausfuhrungsform ist die Lagerstütze 5A mit
zwei Betätigungseinrichtungen 55, 55' versehen, die jeweils
einen Kolben 55a, 55a1 enthalten, die in einem Zylinder
55b, 55b1 gleitend bewegbar sind, die die hydraulische
- atf-
Druckkammer 19A7 19Ά' begrenzen. Die Lagerstützen 5B und
5B1 sind jeweils mit hydraulischen Betätigungseinrichtungen
56, 56' versehen, die jeweils einen Kolben 56a, 56a1 enthalten, der in einem Zylinder 56b, 56b1 beweglich
ist, der eine darin eingeschlossene hydraulische Druckkammer 19B, 19B1 begrenzt. Die Kolben 55a, 56a der
Betätigungseinrichtu-ngen 55, 56 sind mit den gegenüberliegenden Endteilen einer Hülse 64 verbunden, mittels der
!0 die Ventilkipphebel 3, 3' (für die Einlaß- und Auslaßventile
2, 11) drehbar auf der Kipphebelwelle 4 angebracht sind. Die Kolben 55a', 56a1 der Betätigungseinrichtungen
55', 56' sind mit den gegenüberliegenden Endteilen einer Hülse (nicht gezeigt) verbunden, mittels der die
Kipphebel 3, 3' (für die Einlaß- und Auslaßventile 2',
11") drehbar auf der Kipphebelwelle 4 angebracht sind. Bei dieser Ausfuhrungsform sind die Einlaß- und Auslaßventile
2, 11 für einen Zylinder Nr. 2 bestimmt, während die Einlaß- und Auslaßventile 21, 11' für einen Zylinder
Nr. 3 bestimmt sind. Zusätzlich sind die beiden Ventilkipphebel 3, 3' in axialer Richtung zusammen mit der
Hülse 64 bewegbar. Hierbei bewegen sich die Kolben 55a, 56a, 55a', 56a1 derart, daß sie aus den zugeordneten Zylindern
55b, 56b, 55b·, 56b1 jeweils vorstehen, um hierdurch selektiv die Ventilkipphebel 3 (31) auf einer der Nocken
12 (12·) für den aktiven oder arbeitenden Zylinder und die Nocke 13 (13') für den abgeschalteten oder in Ruhe
befindlichen Zylinder zu plazieren. Obgleich nicht gezeigt, kann eine Feder zwischen der Lagerstütze 5A und dem
Ventilkipphebel 3 vorgesehen sein, um die auf den Nocken 12, 12' zu plazierenden Ventilkipphebel derart zu drücken,
daß bewirkt wird, daß alle Zylinder wenigstens beim Anlassen der Brennkraftmaschine arbeiten, wenn der Öldruck
noch nicht auf einen vorbestimmten Wert angestiegen ist·
- a?· - ZS
Wie gezeigt, enthält die ölpumpe 21 den Kolben 21A, der
durch die Nocke 20 angetrieben ist, die auf der Nockenwelle 6 ausgebildet ist. Die Ölpumpe 21 arbeitet, um das
von dem ölvorratsbehälter über das Rückschlagventil 28A angesaugte Hydrauliköl unter Druck zu setzen. Die Abgabeseite
bzw. die Förderseite der ölpumpe 21 ist fluidmäßig mit der zeitsteuerbaren Hubeinrichtung 25 und über das
Rückschlagventil 28B mit dem Sammler 22 verbunden, der seinerseits fluidmäßig mit dem Anschluß T des Strömungsrichtungsumlenkventils
23 verbunden ist. Das Strömungsrichtungsumlenkventil 23 ist derart beschaffen und ausgelegt,
daß eine der gegenüberliegenden Seitenkammern a und b mit Signalhydraulikdrücken von dem Steuerventil 24 versorgt
werden, um den Steuerschieber 23C zu der extrem links oder zu der zu äußerst rechts liegenden Stellung
in der Zeichnung zu verschieben, so daß der Anschluß P fluidmäßig mit einem der Anschlüsse A und B verbunden ist.
Der Anschluß A ist fluidmäßig mit der hydraulischen Druckkammer 19A, 19A" der hydraulischen Betätigungseinrichtung
55, 55' verbunden, während der Anschluß B fluidmäßig mit
der hydraulischen Druckkammer 19B, 19B" der hydraulischen Betätigungseinrichtung 56, 56' verbunden ist. Wenn zusätzlich
einer der Anschlüsse A und B in Verbindung mit dem Anschluß P ist, wird der andere in Verbindung mit dem Anschluß
T gebracht. Der Anschluß T ist fluidmäßig mit der Ölbehälterseite über eine Drosselstelle (kein Bezugszeichen)
verbunden und auch mit dem ölbehälter 29 über das Entlastungsventil 27 verbunden.
Das Steuerventil 24 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß es den Druck X erhält, der zwischen dem Anschluß A
und der hydraulischen Druckkammer 19A, 19A1 aufgebaut wird und den Druck Y, der zwischen dem Anschluß B und
der hydraulischen Druckkammer 19B, 19B1 aufgebaut wird.
Das Steuerventil 24 wird in Abhängigkeit von der Dif-
ferenz zwischen den Drücken X und Y derart verschoben, daß eine der Kammern a und b des Strömungsrichtungsumlenkventils
mit Öldruck von dem Sammler 22 versorgt wird, während die andere Kammer fluidmäßig mit dem Ölbehälter
29 verbunden ist. Das Steuerventil 24 wird derart verschoben, daß das Strömungsrichtungsumlenkventil 23 in
der Ausgangsstellung durch die Öldrücke X, Y verschoben wird, die sich infolge der Verschiebung des Strömungsrichtungsumlenkventils
23 verändert haben. Das Strömungsrichtungsumlenkventil mit seinem Schieber 23C ist seitlich
nebeneinanderliegend in axialer Richtung mit den Nuten 23G, 23H versehen, mit denen der Anschlag 26 in Eingriff
bringbar ist, um den Steuerschieber 23C in der extrem linken oder der extrem rechten Stellung in der Zeichnung
festzulegen bzw. zu arretieren. Der Anschlag 26 ist in der Richtung mit Hilfe einer Feder (nicht gezeigt) vorbelastet,
daß er in Eingriff mit den Nuten 23G, 23H kommt.
Die zeitlich steuerbare Hubeinrichtung 25 arbeitet, um den Eingriffszustand des Anschlags 26 aufzuheben und
sie ist derart beschaffen und ausgelegt, daß ihr Kolben 25A direkt den Öldruck von der ölpumpe 21 erhält, um
die ausgangsseitige Stange 25C in zeitlicher Zuordnung
zu dem Hub des Ölpumpenkolbens 21A, d.h. den Hub der
Nocken 12, 13, 12', 13' hin- und hergehend zu bewegen.
Die ausgangsseitige Stange 25C der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung 25 ist in Eingriff mit einem Ende des Hebels
40 bringbar, dessen anderes Ende in Eingriff mit dem Anschlag 26 bringbar ist. Demzufolge wird der Anschlag 26
von der Steuerschiebernut 23H, 23G abgelöst, wenn die ausgangsseitige
Stange 25C bewirkt, daß der Anschlag 26 um den Arm oder Hebel 40 gedreht wird. Es ist noch zu erwähnen,
daß der Hebel 40 zusammen mit einer Welle 76 axial bewegbar ist, auf der der Hebel 40 drehbar angebracht ist,
so daß die ausgangsseitige Stange 25C nicht in Eingriff
BAD ORIGINAL
mit dem Hebel 40 ist, wenn der Hebel 40 in Figur 9 nach rechts bewegt worden ist, während sie in Eingriff mit dem
Hebel 40 ist, um den Anschlag von der Steuerschiebernut zu lösen und zwar nur dann, wenn der Hebel 20 in Figur 9
nach links bewegt wird.
Eine hydraulische Kupplung 79 enthält die Welle 76r die
einen Kolben eines doppelt wirkenden Zylinders bildet,
,λ in dem zwei hydraulische Kammern 77, 78 auf gegenüberliegenden
Seiten relativ zum Kolben 76 ausgebildet sind. In anderen Worten bedeutet dies, daß die gegenüberliegenden
Enden der Welle oder des Kolbens 76 jeweils die hydraulischen Kammern 77, 78 begrenzen. Somit bildet die Welle
^g bzw. der Schaft 76 einen Teil der hydraulischen Kupplung
79. Die hydraulischen Kammern 77, 78 sind mit Öldrücken X, Y über ein elektromagnetisches Strömungsrichtungsschaltventil
81 versorgbar. Das Strömungsrichtungsschaltventil 81 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß es mit-
2Q tels einer Steuerschaltung (nicht gezeigt) in Abhängigkeit
von einer Änderung der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, wie einer Absenkung der Belastung der Brenn
kraftmaschine, entregbar ist. Beim Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit geringer Belastung wird daher das
2g Strömungsrichtungsschaltventil 81 entregt, um derart geschaltet
zu werden, daß der Öldruck X in die hydraulische Druckkammer 77 eingeleitet wird, während der Öldruck Y
in die hydraulische Druckkammer 78 eingeleitet wird.
Bei dieser Ausführungsform ist die zeitlich steuerbare
Hubeinrichtung 25 derart beschaffen und ausgelegt, daß ihre ausgangsseitige Stange 25c am Endzeitpunkt des Hubs
des Einlaßventils 2 des Zylinders Nr. 2 vorsteht, um eine Öldruckversorgungsänderung zwischen den hydraulischen
Druckkammern 19A und 19B und zwischen den hydraulischen
Druckkammern 19A1 und 19B' zum Zeitpunkt des Endes des
- ψ 4
Hubs des Einlaßventils 2 für den Zylinder Nr. 2 vorzunehmen.
Zusätzlich ist ein Durchflußregelventil 82 in dem Öldurchgang
18B zur Verbindung des Anschlusses B des StrÖ-mungsrichtungsumlenkventils
23 und der hydraulischen Druckkammer 19B1 der Betätigungseinrichtung 56' angeordnet.
Wie insbesondere in Figur 10 gezeigt ist, enthält das Durchflußregelventil 82 eine Umfangsnut 83, die um die
Umfangsflache des Kolbens 21A der ölpumpe 21 ausgebildet
ist, die durch die Nocke 20 angetrieben wird, die auf der Nockenwelle 6 ausgebildet ist. Die Nut 83 ist mit dem öldurchgang
18B verbindbar, so daß der Anschluß B des Strömungsrichtungsumlenkventils
23 in Verbindung mit der hydraulischen Druckkammer 19B1 der Betätigungseinrichtung
56' bringbar ist. Hierzu ist der öldurchgang 18B im Zylinderkopf
84 ausgebildet und wird von der Kolbenbohrung 85 gebildet, in der der Kolben 21A hin- und hergehend beweglieh
angeordnet ist. Daher wird die Verbindung zwischen dem Strömungsrichtungsurtilenkventilanschluß B und der hydraulischen
Druckkammer 19B' unterbrochen, wenn sich der Kolben 21A in Figur 10 hebt, d.h. während des ölabgabevorgangs
der Ölpumpe 21, während die Verbindung hergestellt ist, wenn der Kolben 21A in seiner unteren Stellung ist.
In diesem Zusammenhang werden die Hubkennwerte der die Ölpumpe antreibenden Nocke 20 auf die nachstehende Weise
eingestellt: der Anfangszeitpunkt des Hubes ist innerhalb einer Zeitperiode begrenzt, um den Anschlag 26 zu einem
geeigneten Zeitpunkt zu lösen. Ferner wird das Duröhflußregelventil
82 in seinem geschlossenen Zustand gehalten, um die Verbindung zwischen dem Anschluß B und der hydraulischen
Druckkammer 19B1 während einer Zeitperiode vor einem Zeitpunkt abzusperren, zu dem der Ventilsteuerwechsei
(die axiale Bewegung der Ventilkipphebel) für den Zylinder Nr. 3 geeignet ist. Um die vorstehend genannten An-
- Vc -
forderungen erfüllen zu können/ werden die Hubkennwerte der
Nocke 20 wie in Figur 11 gezeigt abgestimmt, wobei der Hub
der Nocke 20 an der Endperiode des Hubes des Einlaßventils 2 für den Zylinder Nr. 2 eingeleitet wird und er in der
Endperiode des Hubs des Einlaßventils 21 für den Zylinder
Nr. 3 beendet ist. Während dieses Hubes der Nocke 20, bei dem der Nockenhub größer als ein vorbestimmter Wert ist,
ist die ümfangsnut 83 nicht in Verbindung mit dem öldurchgang
18B, so daß der öldurchgang 18B abgesperrt ist.
Wenn bei der Ausfuhrungsform nach Figur 9 alle Zylinder
arbeiten und das Strömungsrichtungsumlenkventil 23 in die in Figur 9 gezeigte Stellung verschoben ist, wird
Öldruck in die hydraulische Druckkammern 19A der hydraulischen
Betätigungseinrichtung 55, 55' eingeleitet und daher werden die Ventilkipphebel 3, 3" jeweils über die
Nocken 12, 12' bei arbeitenden oder aktivierten Zylindern
2, 11, 21, 11' betätigt. Da zu diesem Zeitpunkt der Öldruck
X größer als die anderen auf das Steuerventil 24 einwirkenden Drücke ist, ist das Steuerventil 24 in dem
in Figur 9 gezeigten Zustand abgeschaltet worden, so daß der Öldruck in die Kammer b des Strömungsrichtungsumlenkventils
23 eingeleitet wird. Daher befindet sich das Strömungsrichtungsumlenkventil
23A in einem schaltbaren Zustand. Der Steuerschieber 23C ist jedoch durch den Anschlag 26 festgelegt, um somit zu verhindern, daß das
Strömungsrichtungsumlenkventil 23 umgeschaltet wird.
Zu diesem Zeitpunkt ist das elektromagnetische Strömungsrichtungsschaltventil
81 in den in Figur 9 gezeigten Zustand geschaltet worden, so daß der höhere Öldruck X in
die hydraulische Druckkammer 78 der hydraulischen Kupplung 79 eingeleitet wird. Demzufolge ist der Hebel 40 zusammen
mit der Welle 76 (s. Figur 9) nach rechts bewegt worden, wobei in dieser Stellung die ausgangsseitige Stange
25C der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung 25 nicht in Eingriff mit dem Hebel 40 gebracht worden ist, und daher
der Anschlag 76 selbst bei der hin- und hergehenden Bewegung der ausgangsseitigen Stange 25C der zeitlich steuerbaren
Hubeinrichtung 25 nicht gelöst wird.
Wenn ausgehend von diesem Zustand die Steuerschaltung eine Betriebsbedingungsänderung oder eine Abnahme der Belastung
<äer Brennkraftmaschine ermittelt/ wird das elektromagnetische
Strömungsrichtungsschaltventil 81 entregt, um in
den Zustand überführt zu werden, der jenem in Figur 9 gezeigten entgegengesetzt ist. Folglich wird der höhere Öldruck
X in die Kammer 77 der hydraulischen Kupplung 79 eingeleitet, um die Welle 76 in der Zeichnung zusammen mit
dem Hebel 40 nach links zu drücken. Hierdurch wird die Verbindung der Stange 25C der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung
25 mit dem Anschlag 26 hergestellt. Wenn unter diesen Bedingungen die Stange 25C der zeitlich steuerbaren
Hubeinrichtung 25 durch den Öldruck von der Ölpumpe 21 herausragt, wird der Anschlag 26 von der Nut 23H durch den
Hebel 40 gelöst und daher wird der Steuerschieber 23C des Strömungsrichtungsumlenkventils 23 in der Zeichnung nach
links bewegt, so daß die Stärken der Öldrücke X und Y umgekehrt werden.
Unmittelbar vor der Umkehr der Stärke der Öldrücke hat das
Strömungsschaltventil 82 bewirkt, daß der öldurchgang 18B abgesperrt ist, und dieser Zustand beibehalten wird. Dann
bewirkt dieses Ventil, daß der öldurchgang 18B in der
Endperiode des Hubs des Einlaßventils 2' für den Zylinder Nr. 3 geöffnet wird, so daß der Öldurchgang 18B in Verbindung
mit der Umfangsnut 83 des ölpumpenkolbens 21 unter dem Hub der Nocke 20 gebracht wird. Folglich wird ein höherer
Öldruck von dem Sammler 82 über das Strömungsrichtungsumlenkventil
23 der hydraulischen Druckkammer 19B1 der
Betätigungseinrichtung 56' zugefühti: / so daß die Ventilkipphebel
3, 31 für den Zylinder Nr. 3 in der Zeichnung
durch den Vorsprung des Kolbens 56a' der Betätigungseinrichtung
56' nach links bewegt werden. Demzufolge werden
die Ventilkipphebel 3, 3* jeweils zum Zusammenarbeiten mit
den Nocken 13, 13* für abgeschaltete Zylinder gebracht,
so daß der Zylinder Nr. 3 von seinem Arbeitszustand in seinen Ruhezustand überführt wird. Wenn andererseits die
Zylinder Nr. 2 und 3 von ihrem Ruhezustand in den Arbeitszustand überführt werden sollen, wird eine solche Änderung
dadurch erreicht, daß zuerst nach der Öffnung des Öldurchganges 18B (durch den der Öldruck entlastet wird) die ölströmung
so verlaufen kann, daß die hydraulische Druckkammer 19A1 der Betätigungseinrichtung 55' mit einem Hochdrucköl
von dem Sammler 22 versorgt wird.
Da somit der den hydraulischen Betätigungseinrichtungen
55' und 56' zuführbare Öldruck nicht geändert wird, bis
der Arbeitszyklus des Zylinders Nr. 3 den Zeitpunkt erreicht,
der für den Steuerwechsel zwischen dem Arbeitszustand und dem Ruhezustand geeignet ist, wird verhindert,
daß die Ventilkipphebel 3, 3' für den Zylinder Nr. 3 in Streichkontakt mit den Nocken 12, 121 mit einer hohen Reibung
während des Steuerwechsels von dem Arbeitεzustand
zu dem Ruhezustand sind/ um so das Brechen der- Ventilkipphebel
3, 3' und/oder der Nocken 12, 121 zu vermeiden. Da
ferner ein Streichkontakt der Ventilkipphebel 3, 31 mit
den Nocken 12, 12' während des Ventilsteuerwechsels vom
Ruhezustand zum Arbeitszustand verhindert wird, wird auch der Gleitreibungsverschleiß der Ventilkipphebel 3, 31
und/oder der Nocken 12, 12' unterdrückt. Es ist zu ersehen,
daß betreffend den Zylinder Nr. 3 der Betriebsartwechsel zwischen dem Arbeitszustand und dem Ruhezustand zu geeigneten
Zeitpunkten vorgenommen werden kann.
BAD ORIGINAL
Wie bei der Ausführungsform nach Figur 9 gezeigt ist, ist ein öldurchgang (mit dem Bezugszeichen 83 versehen)
parallel zu dem öldurchgang 18B vorgesehen/ um fluidmäßig
den Anschluß B des Strömungsrichtungsumlenkventils 23 mit dem Strömungsrichtungsschaltventil 81 zu verbinden.
Hierdurch wird verhindert, daß das Arbeiten zum Umschalten der hydraulischen Kupplung 79 durch das Durchflußregelventil
82 beeinflußt wird.
Obgleich das Durchflußregelventil 82 bisher beschrieben
und gezeigt worden ist, das in Form eines Stößelventils ausgebildet ist, wobei der Kolben 21A direkt durch die
Nocke 20 angetrieben wird, die auf der Nockenwelle 6 an-5
gebracht ist, kann dieses Ventil auch derart ausgeführt sein, daß ein Kolben über einen speziellen Kipphebel angetrieben
wird, wobei eine entsprechend geeignete Wahl des Hebelverhältnisses für den speziellen Kipphebel die
Vergrößerung des Hubs des Kolbens erleichtert, um die Steuergenauigkeit des Durchflußregelventils 82 zu verbessern.
Zusätzlich ist das Durchflußregelventil 82 bei der Ausführungsform nach Figur 9 als ein Teil der ölpumpe
21 ausgebildet und daher kann die Ventilsteuerwechse!vorrichtung
nach der Erfindung vereinfacht werden, so daß man die Herstellungskosten hierdurch verringern
kann. Selbstverständlich kann das Durchflußregelventil
82 gesondert unabhängig von der ölpumpe 1 ausgebildet werden, wobei eine ümfangsnut auf der Umfangsflache
eines anderen Kolbens als des ölpuicipenkolbens 21A
3Q ausgebildet wird.
Obgleich die Nocke 12 (121) die schmaleren Nocken 12A,
12B (12A1, 12B1) enthält und die Nocke 13 (131) bei den
Ausbildungsformen nach den Figuren 5, 7, 8 und 9 jeweils derart gezeigt und beschrieben sind, daß sie jeweils
zur Aktivierung und Abschaltung von Zylindern bestimmt
sind, ist es natürlich selbstverständlich möglich/ daß
die Nocke 12 (121) und die Wocke 13 (131) beispielsweise
für den hohen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine und für einen niederen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine
verwendet werden können. Mit der Nocke für den hohen Dreh zahlbereich der Brennkraftmaschine wird die Ventilüberlappung
der Einlaß- und Auslaßventile vergrößert, um die Ladeleistung der Ansaugluft beim Betreiben der Brennkraft
maschine im hohen Drehzahlbereich zu verbessern. Mit der Nocke für den niedrigen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine
wird die Ventilüberlappung vermindert, um zu verhindern, daß das Abgas zu dem Zylinder in dem Zustand
zurückströmt, in dem der Drosselklappenöffnungsgrad kleiner wird, um somit die Ladeleistung der Ansaugluft selbst
beim Betriebsbereich der Brennkraftmaschine im niedrigen Drehzahlbereich zu verbessern.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die
Nockenauslegung nach den Figuren 5, 7, 8 und 9 zur Anwendung bei verschiedenartig ausgebildeten Brennkraftmaschinen
oder anderen in zwei Betriebsarten betreibbaren Brennkraftmaschinen kommen kann, bei denen einige
Zylinder in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine abgeschaltet werden.
Obgleich der Anschlag 26 derart gezeigt und beschrieben ist, daß er das Arbeiten des Strömungsrichtungsumlenkventils
bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen begrenzt,
so ist es selbstverständlich, daß der Anschlag oder entsprechende Einrichtungen vorgesehen sein können,
um direkt die Bewegung der Ventilkipphebel zu begrenzen oder direkt das Arbeiten der Betätigungseinrichtung zu
begrenzen, die die hydraulischen Druckkammern 19A, 19B,
19A1, 19B1 hat.
Claims (35)
- AGRUNhCKEH ·.'- ·«. Ό" H KINKELCJtY. τ,ι*. »Λ DR W OTOCKMAIF'. i»i ,,«*.»« > DTi K SCHUMANt-I. ü-t-t. <*hy£ P H JAKOB. UPt ιά DR G BGZOLD ci."l o«u W ΜΕι3ΓΓ->"~, cnvi -»> H HIuG&RS. t>PL if*« OH M MEYER-PLATH. »μι..,.ΛUISSAIi HO-TOH CO., LTD. ITo. 2, Takara-cho Kanagawa-lcu
Yokolaaiaa City JapanP 18 348Ventilsteuerv/echselvorrichtung für BrennkraftmaschinenPatentansprücheC)„■' Ventilsteuerwechselvorrichtung für eine Brennkraft-"' maschine, gekennzeichnet durch:eine erste und zweite Nocke (12, 13? 12*, 13'), die auf einer Nockenwelle (6) ausgebildet sind und voneinander abweichende Nockenprofile haben,einen Ventilkipphebel (3, 31), der auf einer Kipphebelwelle (4) angebracht ist und um die Kipphebelwelle schwenkbar bzw. drehbar ist, um ein Brennkraftmaschinenventil (2, 11; 2" , 11') beim Zusammenarbeiten mit den Nocken zu betätigen, wobei die Ventilkipphebel (3, 3") axial bewegbar sind, um mit der ersten Nocke (12, 12') zusammenzuarbeiten, wenn derVentilkipphebe L sieb In einer ersten SI.«'llung befindet und mit der zweiten Nooke (13, 13') zusammenzuarbeiten, wenn sich der Venti!kipphebel in einer zweiten Stellung befindet, undeine Einrichtung (19A, 19B, 19A1, 19B1, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 30), mittels der der Ventilkipphebel (3, 31) wahlweise in eine der beiden Stellungen in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine bringbar ist, wobei diese Einrichtung enthälteine Einrichtung, die erste und zweite hydraulische Druckkammern (19A, 19B; 19A1, 19B1) begrenzt, die fluidmäßig mit einer Öldruckquelle (21, 22) zur Versorgung mit Drucköl verbindbar sind, wobei die erste hydraulische Druckkammer (19A, 19A") bewirkt, daß der Ventilkipphebel (3, 31) in die erste Stellung bringbar ist, wenn sie fluidmäßig mit der Öldruckquelle verbunden ist und die zweite hydraulische Druckkammer (19B, 19B1) bewirkt, daß der Ventilkipphebel in die zweite Stellung bringbar ist, wenn sie fluidmäßig mit der öldruckquelle verbunden ist, undein Strömungsrichtungsurnlenkventil (23) , durch das die erste und zweite hydraulische Druckkammer (19A, 19B? 19A1, 19B1) mit der Öldruckquelle (21, 22) verbindbarsind, wobei das Strömungsrichtungsumlenkventil (23) wahlweise einen ersten Zustand einnimmt, um fluidmäßig die erste hydraulische Druckkammer mit der öldruckquelle zu verbinden und einen zweiten Zustand einnimmt, um fluidmäßig die zweite hydraulische Druckkammer mit der Öldruckquelle zu verbinden, undeine Ventileinrichtung (33, 34, 42, 43, 49, 82), die fluidmäßig zwischen dem Strömungsrichtungsumlenkven(23) und der zweiten hydraulischen Druckkammer an-BAD ORIGINALgeordnet ist und offenbar ist/ um das Strömungsrichtungsumlenkventil fluidmäßig mit der zweiten hydraulischen Druckkammer in Abhängigkeit:, von der Drehstellung der Nocken (12, 13; 12', 13") zu verbinden. - 2. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6)/ die bewirkt, daß die Ventileinrichtung während einer anderen Zeitperiode geöffnet wird, als jene Zeitperiode, in der der Brennkraftmaschinenventilhub durchgeführt wird.
- 3. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) bewirkt, daß die Ventileinrichtung entweder während des Korr.pressionshubes oder des Expansionshubes eines zugeordneten Zylinders der Brennkraftmaschine offenbar ist.
- 4. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Durchflußregelventil (33, 34, 42, 43, 49, 82) enthält, das in einem öldurchgang (18B) angeordnet ist, der fluidmäßig das StrömungsrichtungsuHilenkventil (23) mit der zweiten hydraulischen Druckkaminer verbindet, und daß das Durchflußregelventil ein Ventilelement (35, 44, 21A) enthält, das in einem Ventilgehäuse (36, 45, 85} angeordnet ist und derart be'rfegbar ist, daß der Öldurchgang synchron mit der Drehung der Nockenwelle (6) offen- und schließbar ist.
- 5. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (35) in dem Ventilgehäuse (36) axial bewegbar ist, und daß die Wirkeinrichtung ein NockenelementBAD(39A, 39Ei) enthält, um das Venti!element synchron mit der Drehung der Nockenwelle (G) drehanzutreiben,
- 6. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement ein Steuerschieberelement (44, 50) ist, das in der Bohrung des Ventilgehäuses (45) drehbar istr das in dem öldurchgang (4B) angeordnet ist, daß das Steuerschieberelement (44, 58) an seiner Umfangsflache mit einer Nut (46, 52) ausgebildet ist, mit der der Öldurchgang (4B) zur Öffnung des Öldurchgangs verbindbar ist, und daß das Steuerschieberelement (44, 50} synchron mit der Drehung der Nockenwelle drehbar ist.
- 7. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerschieberelement (50) mit einem axialen Öldurchgang (51) ausgebildet ist, der mit dem Strömungsrichtungsumlenkventil (23) und mit der Nut (52) verbindbar ist.
- 8. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Anschlageinrichtung (26) zur Begrenzung der Bewegung des Ventilkipphebels vorgesehen ist und daß eine Einrichtung (25) zum Lösen des Ventilkipphebels von der Begrenzungswirkung der Anschlageinrichtung in zeitlicher Zuordnung zu der Drehung der ersten und zweiten Nocken bei der Betätigung vorgesehen ist.
- 9. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öldruckquelle eine Ölpumpe (21) enthält, die in zeitlicher Zuordnung zu der Drehung der Brennkraftmaschine ange-0Pj trieben wird, um das hydraulische Öl unter Druck zu setzen.BAD ORIGINAL
- 10. Ventilsteuerwechse1vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k *.-· η η ζ e i c h η e t, daß die Ölpumpe (21) einen Pumpenkolben. (21A) hat, der in zeitlicher Zuordnung zu der Brennkraftraaschinendrehbewegung hin- und hergehend bewegbar ist, um einen Öldruck aufzubauen.
- TI. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung eine Einrichtung zur Begrenzung einer Uittfangsnut (83) enthält, die auf der Urafangsflache des Pumpenkolbens ausgebildet ist, der in einer Kolbenbohrung (85) gleitbeweglich angeordnet ist, daß die Kolbenbohrung in einem öldurchgang (18B) angeordnet ist, der das Strömungsrichtungsumlenkventil (23) und die zweite hydraulische Druckkammer (19B1) verbindet, und daß die Umfangsnut (83) mit dem Öldurchgang (18B) verbindbar ist, um zu bewirken, daß der Öldurchgang geöffnet wird.
- 12. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut (83) derart ausgebildet ist, daß sie mit dem Öldurchgang in der Endperiode des Hubs eines Einlaßventiles eines zugeordneten Zylinders der Brennkraftmaschine verbindbar ist.
- 13. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ferner einÖlsammler (22) fluidmäßig zwischen der Ölpumpe und dem Strömungsrichtungsumlenkventil (23) vorgesehen ist, um unter Druck gesetztes Öl von der Ölpumpe zu sammeln.
35BAD ORIGJNAL - 14. Ventilüteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (24) vorgesehen ist/ die wahlweise das Strömungsrichtungsumlenkventil (23) in eine der beiden Stellungen in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine bringt.
- 15. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung (26) derart beschaffen und ausgelegt ist, daß sie das Arbeiten des Strömungsrichtungsumlenkventils (2 3) begrenzt, und daß die Löseeinrichtung (25) derart beschaffen und ausgelegt ifet, daß die Begrenzungswirkung des Strömungsrichtungsumlenkventils (23) bewirkt durch die Anschlageinrichtung in seitlicher Zuordnung zu der Drehung der ersten und zweiten Nocken bei der Betätigung aufhebbar ist.
- 16. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 8/ dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung (26) eine Einrichtung zur Begrenzung der Bewegung des Ventilkipphebels (3, 3f) enthält.
- 17. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung (26) eine Einrichtung zur Begrenzung des Arbeitens einer Betätigungseinrichtung zur Bewegung des Ventilkipphebels enthält, und daß die ersten und die zweiten hydraulischen Druckkammern (19A, 19B; 19A1, 19B1) einen Teil der Betätigungseinrichtung bilden.BAD ORIGINAL
- 18, Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsrichtungsumlenkvent.il (23) ein bewegliches Ventilelement (23C) enthält/ das in seine erste und zweite Stellungen jeweils entsprechend den ersten und zweiten Schaltstellungen des Strömungsrichtungsunilenkventils (23) bringbar ist.IQ
- 19. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsrichtungsumlenkventil (2 3) mit der Schalteinrichtung ein Steuerventil (24) enthält, das eine erste und eine zweite Stellung einnimmt, um zu bewir-j5 ken, daß das bewegliche Ventilelement des Strömungsrichtungsumlenkventils (23) jeweils in die ersten und die zweiten Stellungen gebracht wird.
- 20. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (21) einen Kolben (21A) enthält, der in zeitlicher Zuordnung zu einer Antriebsnocke (20) hin- und hergehend bewegbar ist, die auf der Nockenwelle (6) ausgebildet ist, auf der die ersten und zweiten Nocken (12, 13: 12', 13') ausgebildet sind, wobei durch die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens das öl unter Druck gesetzt wird.
- 21. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 20, QQ dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung ein Anschlagelement (26) enthält, das in Eingriff mit dem beweglichen Ventilelement (23C) des Strömungsrichtungsumlenkventils (23) bringbar ist, um die Bewegung des beweglichen Ventilelements (23C)gg zu stoppen.BAD ORIGINAL
- 22. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 21 ,dadurch gekenn ze ichnet, daß die Löseeinrichtung eine zeitlich steuerbare Hubeinrichtung
(25) enthält, die direkt fluidmäßig mit der Ölpumpe
(21) verbunden ist und in zeitlicher Zuordnung zu
der Drehung der Antriebsnocke (20) betätigbar ist,
und daß die zeitlich steuerbare Hubeinrichtung (25)
derart beschaffen und ausgelegt ist, daß der Eingriffszustand des Anschlagelements (26) mit dem Ventilelement (23C) des Strömungsrichtungsumlenkventils (23) bei der Verbindung mit dem Anschlagelement (26) lösbar ist.l§ - 23. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Einrichtung zum Bewegen des Ventilelements (23C) des Strömungsrichtungsumlenkventils (23) durch den Druck des Öls von dem Sammler über das Steuerventil (24)vorgesehen ist.
- 24. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Einrichtung zum selektiven überführen des Steuerventils (24) in einen ersten oder einen zweiten Zustand in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den Drükken in Verbindung mit der ersten und der zweiten hydraulischen Druckkammer (19A, 19B) jeweils vorgesehen ist.
- 25. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung (25) und des Anschlagelements (26) unterbrechbar ist, daß die Vorrichtung ferner eine Einrichtung aufweist, um die Verbindung der zeitlich steuerbaren HubeinrichtungBAD ORIGINAL3346558(25) und des Anschlagelements (26) nur in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine herzustellen, in der die Verschiebung des Ventilkipphebels (3) zv/ischen der ersten und der zweiten Stellung erforderlich ist.
- 26. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennz e ichnet, daß diese Wirkeinrichtung eine Kupplungseinrichtung (79) enthält, die betriebsmäßig zwischen der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung (25) und dem Anschlagelement(26) angeordnet ist, um die Verbindung zwischen der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung und dem Anschlagelement im Eingriffszustand desselben herzustellen, und die eine Steuereinrichtung (81) enthält, die bewirkt, daß die Kupplungseinrichtung (79) in Abhängigkeit von der vorbestimmten Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine einrückbar ist.
- 27. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung eine hydraulisch betätigte Kupplung (79) enthält, die derart betreibbar ist, daß sie in Abhängigkeit von einem Druck in Verbindung mit der ersten und der zweiten hydraulischen Druckkammer ein- oder ausrückbar ist.
- 28. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 27,dadurch gekenn ze ichnet, daß die Steuereinrichtung eine Ventileinrichtung (81) enthält, die den Druck regelt, um zu bewirken, daß die hydraulisch betätigte Kupplung (79) in Abhängigkeit von der vorbestimmten Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine ein- oder ausrückbar ist.
- 29. Ventilsteuerwechselvorrichtuiig nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulisch betätigte Kupplung {79} ein Kolbenelement (76) enthält, das gegenüberliegend angeordnete erste und zweite Hydraulikkammern (77, 78) begrenzt, die jeweils mit einem ersten Druck (X) in Verbindung mit der ersten hydraulischen Druckkammer (i9Ae) und einem zweiten Druck (Y) in Verbindung mit der zweiten hydraulischen Druckkammer (19B') versorgbar sind, daß das Kolbenelement (76) in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den ersten und zweiten Drücken (X, Y) axial bewegbar ist, und daß ein Verbindungselement (40) fest mit dem Kolbenelement (76) verbunden und bewegbar ist, um eine erste Stellung einzunehmen, in der die Verbindung zwischen der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung (25) und dem Anschlagelement (26) herstellbar ist, und eine zweite Stellung einnimmt, in der die Verbindung zwischen der zeitlich steuerbaren Hubeinrichtung und dem Anschlagelement unterbrechbar ist.
- 30. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein Strömungsrichtungsschaltventil (81) enthält, das schaltbar ist, um die ersten und zweiten, der ersten und der zweiten hydraulischen Kammer (77, 78) zuführbaren Drücke der hydraulisch betätigten Kupplung (79) in Abhängigkeit von der vorbestimmten Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine umzukehren.
- 31. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Nocken (12, 13; 12', 13') eine Vielzahl von Nockenflächen (12A, 12B; 12A', 12B') hat, die voneinander gesondert sind.
- 32. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 31,dadurch gekennze ichnet, daß der Ventilkipphebel (3, 31) mit einem Nachlaufteil (14, 14') ausgebildet ist, der eine Vielzahl von Kontaktflächen (14B, 14B1) hat, von denen wenigstens eine mit der Nockenfläche der ersten Nocke (12, 12') in Berührung bringbar ist, wenn der Ventilkipphebel (3, 3') in der ersten Stellung ist, während sie in Berührung mit der Nockenfläche der zweiten Nocke (13, 13') bringbar ist, wenn der Ventilkipphebel in der zweiten Stellung ist.
- 33. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die erste 5 Nocke (12, 12') ein Nockenprofil hat, das für eine erste Ventilsteuerung des Brennkraftmaschinenventils geeignet ist, daß die zweite Nocke (13, 13') ein Nokkenprofil hat, das für eine zweite Ventilsteuerung des Brennkraftmaschinenventils geeignet ist, und daß die erste Ventilsteuerung sich von der zweiten Ventilsteuerung unterscheidet.
- 34. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Nockenflächen (12A, 12B;- 12A1, 12B') im Nockenprofil gleich sind.
- 35. Ventilsteuerwechselvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Nokkenflächen (12A, 12B; 12A1, 12B1) der ersten Nocke (12, 12') und die Nockenflächen der zweiten Nocke (13, 13') seitlich nebeneinander angeordnet sind.
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