DE3735998A1 - Vorrichtung zur variablen ventilbetaetigungszeitgabe in einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mechanismus zur Ventil­ betätigung in einer Brennkraftmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Aufrech­ terhaltung einer richtigen Ausrichtung von Teilen in einer Vorrichtung zur Ventilbetätigung mit einer Mehrzahl von die Nockenkraft übertragenden Übertra­ gungsteilen und einer Kupplungseinrichtung zur selek­ tiven Verbindung oder Trennung dieser Übertragungs­ teile, damit die Übertragungsteile voneinander unab­ hängig oder gemeinsam betreibbar sind, um die Ventil­ betätigungszeit zu ändern.

Verbrennungskammern von Brennkraftmaschinen mit vier Zyklen weisen Einlaß- und Auslaßventile zum Zuführen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches in die Verbrennungs­ kammern und zum Entladen eines Verbrennungsgases aus den Verbrennungskammern gemäß den Betriebzyklen der Maschine auf. Diese Ventile werden normalerweise durch Ventilfedern, die um die entsprechenden Ventil­ stößel herum angeordnet sind, in eine Schließstellung gedrückt. Die Einlaß- und Auslaßventile können ge­ waltsam gegen die Federkraft der Ventilfedern durch Nocken geöffnet werden, die einstückig bzw. integral auf einer Nockenwelle ausgebildet sind, die durch die Kurbelwelle der Maschine über einen Mechanismus mit einem Riemen und einer Riemenscheibe angetrieben wird.

Es wurde eine Vielzahl von Maschinenanordnungen vorgeschlagen, bei denen jeder Zylinder eine Mehrzahl von Einlaß- oder Auslaßventilen aufweist. Wenn die Maschine mit einer niedrigen Geschwindigkeit arbei­ tet, wird ein Ventil von den Einlaßventilen oder von den Auslaßventilen betätigt, und wenn die Maschine mit einer hohen Geschwindigkeit arbeitet, werden alle Einlaß- oder Auslaßventile betätigt. Zur selben Zeit wird die Betriebszeitgabe der Ventile entsprechend der Drehzahl der Maschine verändert, um die Wirksam­ keit des Einbringens des Luft/Kraftstoff-Gemisches in die Verbrennungskammer über einen großen Bereich von Betriebszuständen der Maschine zu vergrößern.

Eine derartige Vorrichtung zur Änderung der Ventilbe­ tätigungszeitgabe in einer Brennkraftmaschine ist in der JP-OS 61-19 911 beschrieben. Diese Vorrichtung weist eine Nockenwelle, die synchron mit der Drehung der Maschine um ihre eigene Achse drehbar ist, einen Nocken für eine niedrige Geschwindigkeit, der inte­ gral bzw. einstückig auf der Nockenwelle ausgebildet ist, zu einem Einlaß- oder Auslaßventil ausgerichtet ist und ein Nockenprofil besitzt, das den Betrieb der Maschine mit der niedrigen Geschwindigkeit ent­ spricht, einen Nocken für eine hohe Geschwindigkeit, der integral bzw. einstückig auf der Nockenwelle ausgebildet ist und ein Nockenprofil besitzt, das den Betrieb der Maschine mit der hohen Geschwindigkeit entspricht, eine Schwenkwelle, einen ersten Schwenk­ arm, der gleitbar gegen den Nocken für die niedrige Geschwindigkeit gehalten wird und an dem einen Ein­ laß- oder Auslaßventil angreift, einen zweiten Schwenkarm, der an dem anderen Einlaß- oder Auslaß­ ventil angreifen kann, und einen dritten Schwenkarm auf, der gleitbar gegen den Nocken für die hohe Geschwindigkeit gehalten wird. Der erste, zweite und dritte Schwenkarm werden gegenseitig in einem Gleit­ kontakt gehalten. Der erste, zweite und dritte Schwenkarm werden an der Schwenkwelle derart gehal­ ten, daß sie relativ zueinander eine Winkelbewegung ausführen können. Außerdem ist eine Kupplungseinrich­ tung vorgesehen, durch die der erste, zweite und dritte Schwenkarm selektiv miteinander verkoppelbar und voneinander trennbar sind, so daß sie eine rela­ tive Winkelbewegung ausführen können. Die Kupplungs­ einrichtung weist einen Kolben auf, der gleitbar in Führungslöchern angeordnet ist, die in den Schwenk­ armen ausgebildet sind. Der Kolben wird hydraulisch betätigt, um die Schwenkarme miteinander zu verbin­ den.

Bei der obigen Anordnung sollen die Führungslöcher der Schwenkarme zueinander ausgerichtet sein, wenn die Grundkreisbereiche der Nocken gleitbar gegen die Nockengleitteile der Schwenkarme gehalten werden und wenn der Kolben in den zueinander ausgerichteten Führungslöchern betätigt wird. Wenn Spalte (soge­ nannte Ventilspiele oder Ventilstößelspiele) zwischen den benachbarten Schwenkarmen und den Ventilen beste­ hen, sind die Achsen der Führungslöcher nicht richtig zueinander ausgerichtet und es ist daher eine glatte Bewegung der Kolben zwischen den Führungslöchern nicht möglich. Um diesen Nachteil zu verhindern, muß die Vorrichtung häufig gewartet werden, um das Ven­ til- bzw. Stößelspiel immer zu optimieren. Dies führt jedoch zu einem umständlichen und teuren Verfahren, durch das die Teile auf einem gewünschten Genauig­ keitsgrad gehalten werden.

Eine Lösung für das obige Problem schließt die Vor­ sehung eines hydraulischen Ausschlageinstellgliedes zur automatischen Einstellung des Ventil- bzw. Stö­ ßelspieles ein. Wenn jedoch ein herkömmliches Aus­ schlageinstellglied in eine Vorrichtung zur Änderung der Ventilbetätigungszeitgabe der oben beschriebenen Art am Ende eines Schwenkarmes vorgesehen wird, der an einem Ventilstößel angreift, muß der Schwenkarm vergrößert werden. Aus diesem Grunde muß er eine vergrößerte träge Masse aufweisen, um eine physika­ lische Störung mit der Vorrichtung zur Änderung der Zeitgabe zu vermeiden.

Andererseits ist es bekannt, einen Schwenkarm ver­ schwenkbar mit einem Ausschlageinstellglied zu hal­ ten, das ein Kugelgelenk an dem vorstehenden Ende eines Kolbens aufweist. Obwohl diese Anordnung des­ halb vorteilhaft ist, weil der Schwenkarm im Hinblick auf seine Größe verkleinert werden kann, ändert der Punkt, um den der Schwenkarm verschwenkbar ist, seine Position und werden die Achsen der Führungslöcher der Vorrichtung zur Änderung der Zeitgabe aus der gegen­ seitigen Ausrichtung gebracht, weil jeder Schwenkarm an einem Kugelgelenk gehalten wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Änderung der Ventilbetätigungszeit­ gabe für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die so beschaffen ist, daß in ihr ein hydraulisches Aus­ schlageinstellglied vorgesehen werden kann, ohne daß die Zuverlässigkeit des Betriebes der Vorrichtung beeinträchtigt wird.

Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Änderung der Ventilbetätigungszeitgabe in einer Brennkraftmaschine mit einer Verbrennungskammer und einer Mehrzahl von Ventilen vor, die in den Einlaß- oder Auslaßöffnungen der Verbrennungskammer angeordnet sind, bei der eine Mehrzahl von Nocken synchron mit der Maschine drehbar sind, wobei jeder Nocken ein Nockenprofil aufweist, durch das die Ventile in einer gewünschten Betriebs­ art betrieben werden können, eine Mehrzahl von Über­ tragungsgliedern durch die Nocken betätigt werden, um die Bewegung der Nocken auf die Ventile zu übertra­ gen, eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, durch die die Übertragungsglieder selektiv miteinander verbindbar und voneinander trennbar sind, wobei die Kupplungseinrichtung Führungslöcher und Kolben auf­ weist, die zwischen benachbarten Führungslöchern bewegbar sind, und eine Einrichtung vorgesehen ist, durch die die seitliche Ausrichtung der Führungs­ löcher sichergestellt werden kann, wobei diese Ein­ richtung zwischen jedem Übertragungsglied und dem ihm zugeordneten Ventil eine Einrichtung zum Vorspannen des Übertragungsgliedes gegen den ihm zugeordneten Nocken aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Übertragungsglieder aneinander gekoppelt, wenn die Maschine in einem Bereich mit einer hohen Geschwindigkeit arbeitet, damit die Ventile durch den Nocken für die hohe Geschwindigkeit betätigt werden. Während des Betriebes der Maschine mit einer niedri­ gen Geschwindigkeit werden die Übertragungsglieder gegenseitig voneinander getrennt, damit die Ventile unabhängig voneinander durch den Nocken für die niedrige Geschwindigkeit geöffnet werden. Die Ein­ richtung zur Einstellung der Spalte oder Ventil- bzw. Stößelspiele in den Übertragungsgliedern ist von der Einrichtung zur Änderung der Ventilbetätigungszeit­ gabe getrennt, weshalb die Auswirkungen der Verschie­ bung des hydraulischen Ausschlageinstellgliedes auf die Änderung der Ventilbetätigungszeitgabe vermieden werden.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausge­ staltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Mechanismus zur Ventilbetätigung, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Änderung der Ventilbetäti­ gungszeitgabe besitzt;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 teilweise im Schnitt eine Ansicht entlang der Richtung des Pfeiles III der Fig. 1;

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt durch ein hydraulisches Ausschlageinstellglied;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 3, der Teile der Vorrichtung während des Betriebes der Maschine mit der niedri­ gen Geschwindigkeit zeigt;

Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung, die Teile der Vorrichtung während des Betriebes mit der hohen Geschwindigkeit zeigt;

Fig. 7 einen der Fig. 3 ähnlichen Schnitt, der eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 8 eine der Fig. 2 ähnliche Schnittdarstellung der zweiten Ausführungsform;

Fig. 9 einen der Fig. 2 ähnlichen Schnitt der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X der Fig. 9, der Teile der dritten Ausführungsform während des Betriebes der Maschine mit der niedrigen Geschwindigkeit zeigt;

Fig. 11 eine der Fig. 10 ähnliche Darstellung, die Teile der dritten Ausführungsform während des Betriebes der Maschine mit der hohen Geschwindigkeit zeigt; und

Fig. 12 und 13 zum Teil im Schnitt Darstellungen einer weiteren Abänderung der Erfindung.

Insbesondere die Fig. 1 bis 6 zeigen eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mechanismus zur Ventilbetätigung für eine Brennkraftmaschine. Gemäß Fig. 1 weist ein nicht dargestellter Körper der Brennkraftmaschine ein Paar von Einlaßventilen 1 a, 1 b auf, die durch ein Paar von Nocken 3 a, 3 b für eine niedrige Geschwindigkeit oder durch einen einzigen Nocken 4 für eine hohe Geschwindigkeit geöffnet und geschlossen werden können. Die Nocken 3 a, 3 b, 4 weisen einen eiförmigen Querschnitt auf und sind einstückig bzw. integral an einer Nockenwelle 2 ausgebildet, die synchron mit der Drehung der Ma­ schine mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von 1/2 in Bezug auf die Drehzahl der Maschine drehbar ist. Ein erster, zweiter und dritter Schwenkarm 5, 6, 7, die als Übertragungsglieder verschwenkbar sind und an diesen Nocken 3 a, 3 b, 4 angreifen, übertragen die durch die Profile der Nocken bestimmte Arbeitsweise auf die Ventile. Die Brennkraftmaschine weist auch ein Paar von Auslaßventilen (nicht dargestellt) auf, die in derselben Weise wie die Einlaßventile 1 a, 1 b geöffnet und geschlossen werden können.

Der erste, zweite und dritte Schwenkarm 5, 6, 7 sind nebeneinander angeordnet und werden verschwenkbar an einer Schwenkwelle 8 gehalten, die oberhalb der Nockenwelle 2 angeordnet ist und sich parallel zu dieser erstreckt. Der erste, zweite und dritte Schwenkarm 5, 6, 7 weisen mittlere Bereiche, die verschwenkbar an der Schwenkwelle 8 gehalten werden, und freie Enden auf, die sich über die entsprechenden Nocken 3 a, 3 b, 4 erstrecken. Die freien Enden des ersten, zweiten und dritten Schwenkarmes 5, 6, 7 weisen jeweils Nockengleitteile 5 a, 6 a, 7 a an ihren unteren Flächen auf, die gegen die äußeren Umfangs­ flächen der entsprechenden Nocken 3 a, 3 b, 4 gehalten werden.

Der erste und dritte Schwenkarm 5, 7 weisen in der Hauptsache dieselbe Beschaffenheit auf. Ihre freien Enden erstrecken sich über das Einlaßventil 1 a bzw. das Einlaßventil 1 b.

Schwingarme 9 a, 9 b sind zwischen den entsprechenden Einlaßventilen 1 a, 1 b und Verlängerungen der Schwenk­ arme 5, 7 angeordnet. Die Schwingarme 9 a, 9 b weisen an Kugelgelenken 10 a, 10 b jeweils verschwenkbar gehaltene Enden und entgegengesetzte freie Enden auf, die an körperfernen Enden der Ventilstößel der Ein­ laßventile 1 a, 1 b angreifen. Die Schwenkarme 5, 7 weisen freie Enden 5 b, 7 b auf, die an oberen Flächen der entsprechenden Schwingarme 9 a, 9 b anliegen.

Der zweite Schwenkarm 6 wird verschwenkbar an der Schwenkwelle 8 zwischen dem ersten und dritten Schwenkarm 5, 7 gehalten. Der zweite Schwenkarm 6 erstreckt sich von der Schwenkwelle 8 geringfügig in Richtung auf eine Position zwischen den Einlaßventi­ len 1 a, 1 b. Wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist, weist der zweite Schwenkarm 6 ein Nockengleitteil 6 a an der unteren Fläche seines einen Endes auf. Das Nockengleitteil 6 a wird gleitbar gegen den Nocken 4 für die hohe Geschwindigkeit gehalten. Die untere Fläche des gegenüberliegenden Endes 6 b des zweiten Schwenkarmes 6 liegt an dem oberen Ende eines Hub­ teiles 12 an, das gleitbar in ein Führungsloch 11 a eingesetzt ist, das in einem Zylinderkopf 11 ausge­ bildet ist. Eine Spiral- bzw. Schraubenfeder 13 ist unter Druck zwischen einer Innenfläche des Hubteiles 12 und dem Boden des Führungsloches 11 a angeordnet, um normalerweise das Hubteil 12 nach oben vorzuspan­ nen und dadurch das Nockengleitteil 6 a des zweiten Schwenkarmes 6 immer in einem Gleitkontakt mit dem Nocken 4 für die hohe Geschwindigkeit zu halten.

Wie dies oben beschrieben wurde, wird die Nockenwelle 2 drehbar oberhalb des Maschinenkörpers gehalten. Sie weist die Nocken 3 a, 3 b für die niedrige Geschwindig­ keit, die zu dem ersten bzw. dritten Schwenkarm 5, 7 ausgerichtet sind, und den Nocken 4 für die hohe Geschwindigkeit auf, der zu dem zweiten Schwenkarm 6 ausgerichtet ist. Wie dies besser in der Fig. 3 dargestellt ist, weist jeder der Nocken 3 a, 3 b für die niedrige Geschwindigkeit einen relativ kleinen Nockenhub und ein Profil auf, das dem Betrieb der Maschine mit der niedrigen Geschwindigkeit entspricht. Die äußeren Umfangsflächen der Nocken 3 a, 3 b für die niedrige Geschwindigkeit werden gleitbar in einem Kontakt mit den Nockengleitteilen 5 a, 7 a des ersten und dritten Schwenkarmes 5, 7 gehalten. Der Nocken 4 für die hohe Geschwindigkeit weist einen relativ großen Nockenhub mit einer Winkelerstreckung, die größer ist als diejenige der Nocken 3 a, 3 b für die niedrige Geschwindigkeit, und ein Profil auf, das dem Betrieb der Maschine mit der hohen Geschwindigkeit entspricht. Wie dies oben beschrieben wurde, wird die äußere Umfangsfläche des Nockens 4 für die hohe Geschwindigkeit gleitbar gegen das Nockengleitteil 6 a des zweiten Schwenkarmes 6 gehalten. Das Hubteil 12 ist in der Fig. 3 nicht dargestellt.

Der erste, zweite und dritte Schwenkarm 5, 6, 7 werden selektiv in einen Zustand gebracht, in dem sie zusammen verschwenkbar sind und in einen anderen Zustand gebracht, in dem sie relativ zueinander verschiebbar sind. Dies erfolgt über eine Kupplung 14, die später beschrieben werden wird und in Löchern montiert ist, die mittig durch die Schwenkarme 5, 6, 7 verlaufen und sich parallel zur Schwenkwelle 8 erstrecken.

Halteteile 15 a, 15 b sind an den oberen Enden der Ventilstößel der Einlaßventile 1 a, 1 b befestigt. Ventilfedern 16 a, 16 b sind um die entsprechenden Ventilstößel zwischen den Halteteilen 15 a, 15 b und dem Maschinenkörper angeordnet, um normalerweise die Einlaßventile 1 a, 1 b in die Schließrichtung, d.h. in der Fig. 3 nach oben, zu drücken.

Die Kugelgelenke 10 a, 10 b, an denen die entsprechen­ den Schwingarme 9 a, 9 b verschwenkbar gehalten werden, sind jeweils ein Teil von hydraulischen Aussschlag­ einstellgliedern 40 (lash adjuster), die an dem Zylinderkopf 11 befestigt sind. Wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist, weist jedes der hydraulischen Ausschlageinstellglieder 40 einen bekannten Aufbau mit einem zylindrischen Gehäuse 41, das mit einem Boden versehen ist, und einem Kolben 42 auf, der gleitbar in das Gehäuse 41 eingesetzt ist, wobei das Kugelgelenk 10 a (10 b) am oberen Ende des Kolbens 42 angeordnet ist. In dem Kolben 42 ist eine Nieder­ druckkammer 42 ausgebildet. Eine Hochdruckkammer 44 ist zwischen der Außenfläche der Bodenwand des Kol­ bens 42 und der Innenfläche des Gehäuses 41 ausgebil­ det.

Durch die Bodenwand des Kolbens 42 verläuft ein Loch 45. Das Loch 45 kann in Abhängigkeit von der Druck­ differenz in den Kammern 43, 44 durch ein kugelför­ miges Absperrventil 46, das in der Hochdruckkammer 44 angeordnet ist, geöffnet und geschlossen werden. Eine Spiral- bzw. Schraubenfeder 47 ist unter Druck in der Hochdruckkammer 44 angeordnet, um normalerweise den Kolben 42 so vorzuspannen, daß er sich nach oben bewegt. Der Kolben 42 weist ein Ölloch 49 in einer Seitenwand auf und das Gehäuse 41 weist ein Ölloch 48 in einer Seitenwand auf. Die Niederdruckkammer 43 wird mit einem Arbeitsöl in der Form eines Schmier­ öles durch die Öllöcher 48, 49 und ein Ölloch 50 beliefert, das in dem Zylinderkopf 11 ausgebildet ist. Das Kugelgelenk 10 a (10 b) wird durch Öl von der Niederdruckkammer 43 über ein Ölloch 41 geschmiert, das im oberen Teil des Kolbens 42 ausgebildet ist.

Wie dies die Fig. 5 und 6 besser zeigen, weist der erste Schwenkarm 5 ein erstes Führungsloch 17 auf, das in ihm ausgebildet ist und parallel zur Schwenk­ welle 8 verläuft und sich in Richtung auf den zweiten Schwenkarm 6 öffnet. Der erste Schwenkarm 5 weist auch ein Loch 18 mit einem kleineren Durchmesser in der Nähe der Bodenwand des ersten Führungsloches 17 auf, wobei eine Stufe 19 zwischen dem Loch 18 mit dem kleineren Durchmesser und dem ersten Führungsloch 17 ausgebildet ist. Der zweite Schwenkarm 6 weist ein zweites Führungsloch 20 auf, das zwischen seinen gegenüberliegenden Seiten ausgebildet ist und mit dem ersten Führungsloch 17 in Verbindung steht.

Der dritte Schwenkarm 7 weist ein drittes Führungs­ loch 21 auf, das mit dem zweiten Führungsloch 20 in Verbindung steht. Der dritte Schwenkarm 7 weist auch ein Loch 23 mit einem kleineren Durchmesser in der Nähe der Bodenwand des dritten Führungsloches 21 auf, wobei eine Stufe 22 zwischen dem Loch 23 mit dem kleineren Durchmesser und dem dritten Führungsloch 21 ausgebildet ist. Ein Loch 24 mit einem noch kleineren Durchmesser verläuft durch die Bodenwand des dritten Führungsloches 21 und steht mit dem dritten Führungs­ loch 21 in Verbindung.

In dem ersten, zweiten und dritten Führungsloch 17, 20, 21 sind ein erster Kolben 25, der zwischen einer Position, in der er den ersten und zweiten Schwenkarm 5, 6 miteinander verbindet und einer Position, in der er diese Kolben voneinander freigibt, bewegbar ist, ein zweiter Kolben 26, der zwischen einer Position, in der der den zweiten und dritten Schwenkarm 6, 7 miteinander verbindet, und einer Position bewegbar ist, in der der diese Kolben voneinander freigibt, ein erster Stopper 27 zur Begrenzung der Bewegung des ersten und zweiten Kolbens 25, 26, und eine Spiral- bzw. Schraubenfeder 28 angeordnet, die normalerweise den ersten und zweiten Kolben 25, 26 in Richtung auf ihre Positionen drückt, in der sie den ersten, zwei­ ten und dritten Schwenkarm 5, 6, 7 voneinander lösen bzw. freigeben.

Der erste Kolben 25 ist für eine Gleitbewegung zwi­ schen dem ersten und zweiten Führungsloch 17, 20 angeordnet und es ist eine Hydraulikkammer 29 zwi­ schen dem Boden des ersten Führungsloches 17 und dem gegenüberliegenden Ende des ersten Kolbens 25 vorge­ sehen. Der Schwenkarm 8 weist einen Versorgungsdurch­ gang 30 auf, der mit einer Hydraulikdruckquelle (nicht dargestellt) in Verbindung steht, um Betriebs- bzw. Arbeitsöl von dieser Quelle zur Hydraulikkammer 29 über einen Öldurchgang 32 zu liefern, der in dem ersten Schwenkarm 5 ausgebildet ist. Ein Loch 33, das in der Umfangswand des Schwenkarmes 8 ausgebildet ist, verbindet den Öldurchgang 32 mit dem Versor­ gungsdurchgang 30 unabhängig davon, wie der erste Schwenkarm 5 im Hinblick auf seine Winkelstellung bewegt ist.

Der erste Kolben 25 weist eine axiale Länge auf, die so beschaffen ist, daß dann, wenn sein eines Ende an der Stufe 19 in dem ersten Führungsloch 17 anliegt, sein anderes Ende nicht über die Seite des ersten Schwenkarmes 5 vorsteht, die dem zweiten Schwenkarm 6 zugewandt ist. Der zweite Kolben 26 weist eine axiale Länge auf, die gleich der gesamten Länge des zweiten Führungsloches 20 ist. Der zweite Kolben 26 ist gleitbar in das zweite und dritte Führungsloch 20, 21 einsetzbar.

Der Stopper 27 weist eine Scheibe 27 a an seinem einen Ende, die gleitbar in das dritte Führungsloch 21 eingesetzt ist, und einen Führungsstab 27 b an seinem anderen Ende auf, der durch das Loch 24 geführt ist. Eine Spiral- bzw. Schraubenfeder 28 ist um den Füh­ rungsstab 27 b zwischen der Scheibe 27 a und dem Boden des Loches 23 mit dem kleineren Durchmesser angeordnet.

Der Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung er­ folgt folgendermaßen. Gemäß Fig. 5 wird, wenn die Maschine in einem Bereich einer niedrigen oder mitt­ leren Geschwindigkeit arbeitet, ein nicht dargestell­ tes Steuerventil geschlossen, so daß kein hydrauli­ scher Druck an die Hydraulikkammer 29 angelegt wird. Aus diesem Grunde sind die Kolben 25, 26 jeweils in den Führungslöchern 17, 20 in den in der Fig. 5 dargestellten Positionen unter der Vorspannung der Schraubenfeder 28 angeordnet, wobei die Schwenkarme 5, 6, 7 relativ zueinander Winkelbewegungen ausführen können. Wenn die Kupplung 14 in dieser Position ist, in der sie die Schwenkarme nicht miteinander verbin­ det, werden bei einer Drehung der Nockenwelle 2 der erste und dritte Schwenkarm 5, 7 durch den Gleitkon­ takt mit den entsprechenden Nocken 3 a, 3 b für die niedrige Geschwindigkeit verschwenkt. Die Einlaßven­ tile 1 a, 1 b werden daher mit einer verzögerten Zeit­ gabe geöffnet und mit einer voreilenden Zeitgabe geschlossen, wobei ihr Hub klein ist. Zu dieser Zeit wird der zweite Schwenkarm 6 durch den Gleitkontakt mit der Nocke 4 für die hohe Geschwindigkeit ver­ schwenkt. Diese Schwenkbewegung beeinträchtigt jedoch den Betrieb der Einlaßventile 1 a, 1 b überhaupt nicht.

Während des Betriebes der Maschine mit der hohen Geschwindigkeit wird das Steuerventil geöffnet, um den Hydraulikdruck in die Hydraulikkammer 29 über den Versorgungsdurchgang 30, das Loch 33 und den Öldurchgang 32 einzuführen. Wie dies in der Fig. 6 dargestellt ist, wird der erste Kolben 25 aufgrund des Hydraulikdruckes gegen die Vorspannung der Schraubenfeder 28 in den zweiten Schwenkarm 6 einge­ führt und wird der zweite Kolben 26 durch den ersten Kolben 25 in den dritten Schwenkarm 7 gestoßen. Der erste und zweite Kolben 25, 26 werden zusammen be­ wegt, bis die Scheibe 27 a des Stoppers 27 an der Stufe 22 anliegt. Nun sind der erste und zweite Schwenkarm 5, 6 durch den ersten Kolben 25 und der zweite und dritte Schwenkarm 5, 6 durch den zweiten Kolben 26 miteinander verbunden.

Wenn der erste, zweite und dritte Schwenkarm 5, 6, 7 in dieser Weise durch die Kupplung 14 miteinander verbunden sind, bewirkt der zweite Schwenkarm 6, der in einem Gleitkontakt mit dem Nocken 4 für die hohe Geschwindigkeit steht, der über die größte Winkeler­ streckung bzw. mit dem größten Winkelausmaß ver­ schwenkt wird, daß der erste und dritte Schwenkarm 5, 7 gemeinsam mit dem zweiten Schwenkarm 6 verschwenkt werden. Aus diesem Grunde werden die Einlaßventile 1 a, 1 b mit einer voreilenden Zeitgabe geöffnet und mit einer verzögerten Zeitgabe geschlossen und wird ihr Hub entsprechend dem Nockenprofil des Nockens 4 für die hohe Geschwindigkeit vergrößert.

Wenn Spalte, die als sogenannte "Stößel- bzw. Ventil­ spiele" bekannt sind, zwischen den Gelenkgliedern der Vorrichtung bestehen, arbeiten die Kolben 25, 26 nicht glatt. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind daher hydraulische Ausschlageinstellglieder vorgesehen, die beim Betrieb der Gelenkglieder auto­ matisch die Ventil- bzw. Stößelspiele einstellen.

Wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist, wird, während die Nockengleitteile 5 a, 6 a, 7 a an den Grundkreisbe­ reichen C der Nocken angreifen, keine externe Kraft auf die Kolben 42 der Ausschlageinstellglieder (Fig. 4) ausgeübt. Es werden daher die Kolben 42 nur unter der Federkraft der Schraubenfedern 47 nach oben gedrückt. Auf diese Weise entstehen keine Spalte zwischen den freien Enden der Schwingarme 9 a, 9 b und den oberen Enden der Ventilstößel. Es entstehen auch keine Spalte zwischen den Enden 5 b, 7 b der Schwenk­ arme 5, 7 und den oberen Flächen der Schwingarme 9 a, 9 b oder zwischen den Nocken 3 a, 3 b für die niedrige Geschwindigkeit und den Nockengleitteilen 5 a, 7 a.

Wenn die Nocken 3 a, 3 b anfangen, die Schwenkarme 5, 7 zu stoßen, werden die Einlaßventile 1 a, 1 b und die Kolben 42 Kräften ausgesetzt, die dazu neigen, sie nach unten zu bewegen. Zur selben Zeit wird der Druck in der Hochdruckkanmer 44 des Hubteiles vergrößert, weil das Loch 45 durch das Absperrventil 46 ver­ schlossen ist. Die vertikale Position der die jewei­ ligen Schwingarme 9 a, 9 b haltenden Kugelgelenke 10 a, 10 b ist daher fest, weshalb die Einlaßventile 1 a, 1 b ihren Hub beginnen können, wobei die Spalte zwischen den verschiedenen Angriffsflächen beseitigt werden.

Wenn die Nockengleitteile 5 a, 7 b bei einer Weiterdre­ hung der Nockenwelle 2 wieder gleitend an den Grund­ kreisbereichen C angreifen, werden die Einlaßventile 1 a, 1 b geschlossen und wird der Druck auf die Kolben 42 verringert. Das Absperrventil 46 öffnet das Loch 45 und die Schwingarme 9 a, 9 b werden nur unter der Vorspannung der Schraubenfeder 47 angehoben. Irgend­ eine Schmierölleckage von dem Ölloch 51 und zwischen dem Gehäuse 41 und dem Kolben 42 wird durch das Öl kompensiert, das über die Öllöcher 48, 49, 50 gelie­ fert wird.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Teile, die identisch mit Teilen der ersten Ausführungsform sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht noch einmal ausführlich erläutert.

Bei der ersten Ausführungsform werden die Schwenkarme 5, 6, 7 mittig verschwenkt und ist die Schwenkwelle 8 oberhalb der Nockenwelle 2 angeordnet. Bei der zwei­ ten Ausführungsform werden jedoch die Schwenkarme 5, 6, 7 an einem Ende verschwenkt und ist die Schwenk­ welle 8 unterhalb der Nockenwelle 2 angeordnet. Wie bei der ersten Ausführungsform werden die oberen Flächen der Schwingarme 9 a, 9 b, die durch die ent­ sprechenden hydraulischen Ausschlageinstellglieder 40 gehalten werden, durch die unteren Flächen 5 c, 7 c der freien Enden des ersten und zweiten Schwenkarmes 5, 6 niedergedrückt, um die Einlaßventile 1 a, 1 b zu öffnen. Der Aufbau bzw. die Struktur der Kupplung 14 und der Ausschlageinstellglieder 40 sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform. Das Hubteil 12, das den zweiten Schwenkarm 6 gegen den Nocken 4 für die hohe Geschwindigkeit drückt, ist im Hinblick auf seinen Aufbau identisch mit demjenigen der ersten Ausführungsform.

Die Fig. 9 bis 11 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Schwenkarme 5, 7 der zweiten Ausführungsform durch kolbenähnliche Hubteile bzw. Becherhubteile 61, 62, 63 ersetzt sind, die zwischen den Nocken 3 a, 3 b und den Schwingarmen 9 a, 9 b angeordnet sind. Das Hubteil 62, das an dem mittleren Nocken 4 für die hohe Geschwindigkeit angreift, ist wie das Hubteil 12 der voranstehenden Ausführungsformen durch eine Feder vorgespannt.

Die Becherhubteile 61, 62, 63 sind gleitbar in Füh­ rungslöcher 64 eingesetzt, die in einem Zylinderkopf 11 ausgebildet sind. Die Becherhubteile 61, 62, 63 weisen ein erstes bzw. zweites bzw. drittes Führungs­ loch 17, 20, 21 auf, die in ihnen ausgebildet sind und sich in einer Richtung senkrecht zu der Achse erstrecken, entlang der die Hubteile 61, 62, 63 gleitbar sind. Die Kolben und Stopper einer Kupplung 14, die der Kupplung 14 der ersten und zweiten Ausführungsform ähnelt, sind gleitbar in das erste, zweite und dritte Führungsloch 17, 20, 21 eingesetzt. Ebene Oberflächen, die gleitbar miteinander in Berüh­ rung stehen, sind zwischen benachbarten Becherhubtei­ len ausgebildet. Die Becherhubteile 61, 62, 63 werden in Umfangsrichtung durch diese ebenen Berührungsflä­ chen positioniert.

Der Betrieb der Vorrichtung gemäß der dritten Ausfüh­ rungsform ist im wesentlichen derselbe wie derjenige der ersten und zweiten Ausführungsform. Wenn kein Arbeitsöl von dem einen Öldurchgang 30 zur Kupplung 14 geliefert wird, sind die Becherhubteile 61, 62, 63 unabhängig voneinander gleitbar bewegbar, wie dies in der Fig. 10 dargestellt ist. Wenn Arbeitsöl geliefert wird, werden die Kolben und der Stopper der Kupplung 14 bewegt, so daß bewirkt wird, daß die Hubteile 61, 62, 63 sich gemeinsam miteinander bewegen.

Die Fig. 12 zeigt eine Abänderung der zweiten Ausfüh­ rungsform der Fig. 7. Die Schwingarme 9 a, 9 b sind durch kolbenartige Hubteile bzw. Becherhubteile 65 a, 65 b ersetzt, die denjenigen der dritten Ausführungs­ form der Fig. 9 bis 11 entsprechen und zur Öffnung der Einlaßventile 1 a, 1 b dienen. Die Kupplung 14 ist an einer Seite der Schwenkwelle 8 angeordnet, die von den Einlaßventilen 1 a, 1 b entfernt ist. Sie kann aber in derselben Position wie bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 7) angeordnet sein.

Bei dieser Ausführungsform sind die Ausschlagein­ stellglieder 40 in den entsprechenden Hubteilen 65 a, 65 b angeordnet. Die Schwingarme 9 a, 9 b der in der Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsform können durch die Becherhubteile 65 a, 65 b dieser Ausführungsform ersetzt werden.

Die Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Kupplung 14 in den Schwingarmen 9 a, 9 b enthalten ist, die durch die Nockenwelle 2 betätigt werden und bei der die Schwenkarme 5, 7 zur Betäti­ gung der Einlaßventile 1 a, 1 b und die Schwingarme 9 a, 9 b durch Stoßstäbe 66 miteinander verbunden sind. Die Ausschlageinstellglieder 40 sind in den Schwenkarmen 5, 7 so angeordnet, daß sie an den Ventilstößeln der Einlaßventile 1 a, 1 b angreifen. Die Becherhubteile 61, 62, die in den Fig. 9 bis 11 dargestellt sind, können so angewendet werden, daß sie mit den Schwing­ armen 9 a, 9 b zusammenwirken. Die Ausschlageinstell­ glieder 40 können an den Schwenkarmen 5, 7 benachbart zu den Stoßstäben 66 angeordnet sein.

Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung kann ein hydraulisches Ausschlageinstellglied in einer geeigneten Weise in einer Vorrichtung zur Änderung der Ventilbetätigungsszeitgabe enthalten sein, so daß das Ventil- oder Stößelspiel in einem Mechanismus zur Ventilbetätigung, der diese Vorrich­ tung zur Änderung der Zeitgabe aufweist, immer auf einem gewünschten Pegel gehalten werden kann. Aus diesem Grunde kann die Zuverlässigkeit des Betriebes der Vorrichtung zur Änderung der Zeitgabe vergrößert werden und muß der Mechanismus zur Ventilbetätigung nicht gewartet werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können zahlrei­ che Änderungen vorgenommen werden. Beispielsweise können die Kolben und die Kupplung an der Stelle der hydraulischen Betätigung elektrisch oder mechanisch betätigt werden. Die Verbindungs- oder Übertragungs­ glieder der Vorrichtung können in verschiedenen Kombinationen verwendet werden. Die Ausschlagein­ stellglieder können an verschiedenen Orten vorgesehen werden. Obwohl bei den obigen Ausführungsformen die beiden Ventile gleichzeitig im Hinblick auf ihre Betriebszeitgabe durch die drei getrennten Schwenk­ arme (oder Becherhubteile) verändert werden, ist die vorliegende Erfindung auch im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zur Änderung der Ventilzeitgabe anwend­ bar, bei der eines der Ventile in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich der Maschine unter Anwendung von zwei getrennten Schwenkarmen (oder Becherhubtei­ len) abgeschaltet wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Änderung der Ventilbetätigungszeitgabe in einer Brennkraftma­ schine mit einer Mehrzahl von Ventilen 1 a, 1 b, die in den Einlaß- oder Auslaßöffnungen der Maschinenzylin­ der angeordnet sind. Die Vorrichtung weist gegensei­ tig benachbarte, durch Nocken betätigte Übertragungs­ glieder 5, 6, 7 zur Betätigung der Ventile und eine Kupplungseinrichtung 14 auf, durch die die Übertra­ gungsglieder 5, 6, 7 miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden, damit sie sich zusammen oder unabhängig voneinander bewegen. Die Verbindung oder Trennung der Übertragungsglieder 5, 6, 7 erfolgt durch selektiv bewegbare Kolben 25, 26, die in Füh­ rungslöchern 17, 20, 21 in den entsprechenden Übertra­ gungsgliedern 5, 6, 7 gehalten werden, wobei hydrau­ lische Ausschlageinstellglieder 40 so vorgesehen sind, daß sie die richtige Ausrichtung der Führungs­ löcher 17, 20, 21 sicherstellen, um die Bewegung der Kolben 25, 26 zwischen den Führungslöchern 17, 20, 21 zu erleichtern.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Änderung der Ventilbetäti­ gungszeitgabe in einer Brennkraftmaschine mit einer Verbrennungskammer und einer Mehrzahl von Ventilen (1 a, 1 b), die in den Einlaßöffnungen oder Auslaßöff­ nungen der Verbrennungskammer angeordnet sind, wobei eine Mehrzahl von Nocken (3 a, 3 b, 4) synchron mit der Maschine drehbar sind und jeweils ein Nockenprofil aufweisen, durch das die Ventile (1 a, 1 b) in einer gewünschten Betriebsart betrieben werden, wobei eine Mehrzahl von Übertragungsgliedern (5, 6, 7) durch die Nocken (3 a, 3 b, 4) betätigt werden, um die Bewegung der Nocken (3 a, 3 b, 4) auf die Ventile (1 a, 1 b) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupp­ lungseinrichtung (14), durch die die Übertragungs­ glieder (5, 6, 7) selektiv miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können, Führungslöcher (17, 20, 21) und Kolben (25, 26) aufweist, die zwischen benachbarten Führungslöchern verschiebbar sind, und daß eine Einrichtung (40), durch die die seitliche Ausrichtung der Führungslöcher (17, 20, 21) zueinander sichergestellt werden kann, jeweils eine zwischen jedem Übertragungsglied (5, 7) und dem entsprechenden Ventil (1 a, 1 b) angeordnete Einrich­ tung (9 a, 9 b, 40) aufweist, durch die das entspre­ chende Übertragungsglied (5, 7) gegen den zugeordne­ ten Nocken (3 a, 3 b) vorspannbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Vorspannen ein hydraulisches Ausschlageinstellglied (40) mit einem bewegbaren Kolben (42) zum Vorspannen des Übertra­ gungsgliedes (5, 6, 7) gegen den Nocken (3 a, 3 b, 4) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein länglicher Schwingarm (9 a, 9 b) zwischen dem Übertragungsglied (5, 7) und dem Ventil (1 a, 1 b) angeordnet ist, daß ein Ende des Schwing­ armes (9 a, 9 b) an dem Ventil (1 a, 1 b) angreift, daß das andere Ende des Schwingarmes (9 a, 9 b) an dem Ausschlageinstellglied (40) angreift, und daß eine Folgerfläche des Schwingarmes (9 a, 9 b) zwischen den Enden desselben an dem Übertragungsglied (5, 7) angreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Übertragungsglieder (5, 7) Schwenkarme sind, die zur Ausführung einer Schwenkbe­ wegung Seite an Seite an einer Schwenkwelle (8) montiert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Übertragungsglieder seitlich benachbarte, axial bewegbare Becherhubteile (61, 62) aufweist, die zwischen den Nocken (3 a, 3 b) und den Ventilen (1 a, 1 b) angeordnet sind.