DE4302246A1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Steuervorrichtun­ gen zum Steuern von Brennkraftmaschinen, und insbesondere mit Steuervorrichtungen einer solchen Bauart, welche die Einlaß- und Auslaßventile von Brennkraftmaschinen steuern.

Um die Aufgabe nach der Erfindung zu verdeutlichen, wird eine übliche Steuervorrichtung der eingangs genannten Art unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 der beiliegenden Zeichnung beschrieben, welche in JP-U-57-1 98 306 angegeben ist.

In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 9 ist mit 2 eine Nocke bezeichnet, welche drehbar um eine Nockenwelle 1 ge­ lagert ist. Die Nocke 2 dient zum Öffnen eines Einlaßven­ tils 16 entgegen einer Vorbelastungskraft einer Ventilfe­ der 17 (siehe Fig. 8) mittels eines Kipphebels 15. Wie aus Fig. 9 zu ersehen ist, ist die Nocke 2 in axialer Richtung sowohl mittels einer Nockenwellen-Aufnahmestütze 3 als auch eines Flanschteils 5 positioniert, welches fest mit der Nockenwelle 1 mit Hilfe eines Keils 4 verbunden ist.

Wie sich aus den Fig. 8 und 9 ersehen läßt, hat die Nocke 2 an einem Ende ein Flanschteil 7, welches mit einer im allgemeinen U-förmigen Ausnehmung 6 versehen ist. Das vor­ stehend angegebene Flanschteil 5 ist auch mit einer im allgemeinen U-förmig ausgebildeten Ausnehmung 8 versehen.

Wie aus Fig. 9 zu ersehen ist, ist zwischen dem Flanschteil 5 und dem Flanschteil 7 ein Ringteil 9 angeordnet. Das Ring­ teil 9 hat an den diametral gegenüberliegenden Teilen zuge­ ordnete Stifte 10 und 11, welche in Gleiteingriff mit den U-förmigen Ausnehmungen 6 und 8 sind. Das Ringteil 9 hat ei­ ne zylindrische Außenfläche, welche mit Hilfe eines Steuer­ ringes drehbar gelagert ist. Wie aus Fig. 8 zu ersehen ist, hat der Steuerring 12 an seinem Außenumfangsteil einen Vor­ sprung 12a, welcher drehbeweglich in einer Stützbohrung 13 gehalten ist, welche in einem Zylinderkopf ausgebildet ist. Der Steuerring 12 hat an einem zum Vorsprung 12a diametral gegenüberliegenden Teil ein bogenförmiges gezahntes Teil 12b, welches in Kämmeingriff mit einem Zahnring 14a ist, welcher um eine Kipphebelwelle 14 vorgesehen ist.

Der Steuerring 12 ist derart angeordnet, daß er zur Ausfüh­ rung einer Schwenkbewegung in die eine oder andere Richtung um die Stützbohrung 13 mit Hilfe einer Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) über den Zahnring 14a und das gezahnte Teil 12b gezwungen wird. Dies bedeutet, daß, wenn die Mitte "C" des Ringteils 9 die in Fig. 8 gezeigte Position einnimmt, das Mittelteil der Nockenwelle 1 und jenes des Ringteils 9 miteinander übereinstimmen. Unter dieser Bedingung dreht sich somit das Ringteil 9 gleichzeitig zusammen mit der Nockenwelle 1 infolge des Eingriffszustandes zwischen dem Stift bzw. Bolzen 11 und der U-förmigen Ausnehmung 8, und die Nocke 2 dreht sich gleichzeitig zusammen mit der Nocken­ welle 1 infolge des Eingriffs zwischen dem Stift bzw. Bolzen 10 und der U-förmigen Ausnehmung 6.

Wenn in Abhängigkeit von einer Betriebsänderung der Brenn­ kraftmaschine die Kipphebelwelle 14, welche den Kipphebel 15 trägt, geringfügig durch die Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) verdreht wird, wird der Steuerring 12 in eine ge­ wisse Richtung unter Nutzung des Vorsprungs 12a als ein Dreh­ punkt verdreht bzw. verschwenkt. Hierbei wird das Mittel­ teil "C" des Ringteils 9 exzentrisch bezüglich des Mittel­ teils der Nockenwelle 1. Folglich gleiten die Stifte 10 und 11 in und entlang der zugeordneten U-förmigen Ausnehmungen 6 und 8, und das Flanschteil 5 und das Flanschteil 7 drehen bzw. verschwenken sich um das Mittelteil der Nockenwelle 1 in der Exzenterrichtung. Jedesmal, wenn die Nockenwelle 1 somit eine Umdrehung ausführt, ändert sich die Drehphase des Ringteils 9 relativ zur Nockenwelle 1, und zugleich ändert sich die Drehphase der Nocke 2 relativ zum Ringteil 9. Somit dreht sich die Nocke 2 relativ zur Nockenwelle 1 mit einer Phasendifferenz, welche doppelt so groß wie jene des Ring­ teils 9 in Relation zur Nockenwelle 1 ist. Folglich läßt sich die Ventilsteuerzeit nach Maßgabe der Phasendifferenz der Nocke 2 variieren.

Auf Grund der vorstehend beschriebenen Konstruktion der vor­ stehend angegebenen Steuervorrichtung jedoch hat diese Nach­ teile und bringt Schwierigkeiten mit sich, welche nachste­ hend näher erläutert werden.

Wie vorstehend beschrieben ist, ist jeder Stift 10 oder 11 fest mit dem Ringteil 9 verbunden und der Stift 10 oder 11 ist in Kontakt mit den gegenüberliegenden Seitenwänden 6a und 6b (oder 8a und 8b) der U-förmigen Ausnehmung 6 oder 8. Wenn daher ein Drehmoment der Nockenwelle 1 auf die Nocke 2 über die Stifte 10 und 11 und die U-förmigen Ausnehmungen 6 und 8 übertragen wird, und wenn infolge der Verdrehbewegung des Ringteils 9 die Stifte 10 und 11 in und entlang den U-förmi­ gen Ausnehmungen 6 und 8 eine Gleitbewegung ausführen, er­ gibt sich eine beträchtliche konzentrierte Belastung an den Teilen, an denen die Stifte 10 und 11 der gegenüberliegenden Seitenwände 6a, 6b, 8a und 8b der U-förmigen Ausnehmungen 6 und 8 berühren. Hierdurch ergibt sich eine verstärkte Lager­ belastung an diesen Teilen. Daher neigen die Stifte 10 und 11 und die gegenüberliegenden Seitenwände 6a, 6b, 8a und 8b der U-förmigen Ausnehmungen 6 und 8 leicht zum Abtragen, und somit entstehen nach einem längeren Einsatz unerwünsch­ te Zwischenräume zwischen den Stiften 10 und 11 und den Aus­ nehmungen 6 und 8 Diese Zwischenräume führen zu einer lärm­ behafteten Bewegung der Stifte 10 und 11 in den U-förmigen Ausnehmungen 6 und 8 in Abhängigkeit von der positiven und negativen Drehmomentänderung der Nockenwelle 1. Ferner füh­ ren derartige Zwischenräume zu einem Nachlauf bei der Ven­ tilsteuerzeit. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß diese Zwischenräume die Steuerbarkeit der Steuervorrich­ tung herabsetzen.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Steuervorrichtung zum Steuern der Einlaß- und Auslaßventile einer Brennkraft­ maschine bereitzustellen, mit der die vorstehend angegebenen Nachteile und Schwierigkeiten überwunden werden.

Nach der Erfindung wird hierzu eine Steuervorrichtung zum Einsatz bei einer Brennkraftmaschine bereitgestellt, welche eine Antriebswelle, eine Nockenwelle, welche koaxial um die Antriebswelle angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Nacken hat, welche um die Nockenwelle zum Betreiben der Einlaß- und Auslaßventile vorgesehen sind. Die Steuervorrichtung weist einen ersten Flansch auf, welcher von der Nockenwelle bereit­ gestellt wird, wobei der erste Flansch einen ersten, längli­ chen Schlitz hat, welcher in Radialrichtung verläuft, je­ weils ferner einen zweiten Flansch auf, welcher dem ersten Flansch unter Einhaltung eines gewissen Zwischenraums dazwi­ schen gegenüberliegt und der fest mit der Antriebswelle ver­ bunden ist, um sich mit derselben zu drehen, wobei der zweite Flansch einen zweiten, länglichen Schlitz hat, welcher radial verläuft, ferner ein Ringteil, das in dem Zwischenraum ange­ ordnet und um eine Achse der Antriebswelle drehbeweglich ist, erste und zweite Stifte bzw. Bolzen, die durch gegenüberlie­ gende Seiten des jeweiligen Ringteils drehbeweglich gehal­ ten sind, wobei die ersten und zweiten Stifte an diametral gegenüberliegenden Stellen bezüglich eines Mittelteils des Ringteils angeordnet sind und in Gleitbewegungseingriff mit den ersten und zweiten, länglichen Schlitzen jeweils sind, und eine Antriebseinrichtung zum Verdrehen bzw. Verschwenken des Ringteils um eine Schwenkachse bzw. Drehachse exzentrisch zu der Achse der Antriebswelle nach Maßgabe einer Betriebs­ bedingung der Brennkraftmaschine.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich­ nung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines wesentlichen Teils einer Steuervorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht in Blickrichtung des Pfeils "A" in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht des wesentlichen Teils der Steuer­ vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie "B-B" in Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie "C-C" in Fig. 3,

Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Antriebseinrich­ tung, welche bei der Erfindung zum Einsatz kommt,

Fig. 7a und 7b Diagramme zur Verdeutlichung jeweils eines Ventilhubgrades und einer Drehphasendifferenz zwischen einer Antriebswelle und einer Nocken­ welle bezüglich eines Kurbelwinkels,

Fig. 8 eine Schnittansicht einer üblichen Steuervor­ richtung zum Steuern der Einlaß- und Auslaßven­ tile einer Brennkraftmaschine, und

Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie "D-D" in Fig. 8.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 ist einer Steuervor­ richtung nach der Erfindung gezeigt, welche die Einlaß- und Auslaßventile einer Brennkraftmaschine steuert.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 21 eine Antriebswelle bezeichnet, auf welche ein Drehmoment von einer Brennkraftma­ schinenkurbelwelle (nicht gezeigt) und einem Kettenrad (nicht gezeigt) aufgebracht wird. Mit der Bezugsziffer 22 ist eine Nockenwelle bezeichnet, welche um die Antriebswelle 21 unter Einhaltung eines gewissen Ringzwischenraums zwischen densel­ ben angeordnet ist. Diese Wellen 21 und 22 sind um eine ge­ meinsame Achse "X" angeordnet. Die Antriebswelle 21 ist hohl ausgebildet und erstreckt sich in Längsrichtung der Brenn­ kraftmaschine.

Die Nockenwelle 22 wird von einem hohlen Teil gebildet und ist drehbeweglich mit Hilfe von Lagern (nicht gezeigt) gehal­ ten, welche an den oberen Enden eines Zylinderkopfs (nicht gezeigt) vorgesehen sind.

Wie sich aus Fig. 2 ersehen läßt, ist die Nockenwelle 22 ein­ stückig an axial im Abstand liegenden Teilen mit einer Mehr­ zahl von Nocken 26 versehen. Jede Nocke 26 arbeitet derart, daß ein Einlaßventil 23 über eine Ventilhubeinrichtung 25 entgegen einer Vorbelastungskraft einer Ventilfeder 24 ge­ öffnet wird.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist die Nockenwelle 22 in zwei Wellenteile unterteilt, welche axial im Abstand vonein­ ander angeordnet sind. Ein Wellenteil, und zwar das in der Zeichnung links liegende Wellenteil, hat an seinem innenlie­ genden Ende ein Flanschteil 27. Zwischen den beiden Wellen­ teile sind eine Hülse 28 und ein Ringteil 29 angeordnet, wie dies dort gezeigt ist.

Wie sich aus den Fig. 3 und 4 ersehen läßt, ist das Flansch­ teil 27 des linken Wellenteils mit einem länglichen Schlitz 30 versehen, welcher radial von dem hohlen Mittelteil hier­ von nach außen verläuft. Der Schlitz 30 hat eine gleichmäßige Breitenabmessung über seine gesamte Erstreckung hinweg. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist das Flanschteil 27 eintei­ lig an der Innenfläche mit einem ringförmigen Vorsprung 27a versehen, welcher in Kontakt mit einer Seitenfläche des Ringteils 29 ist.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, hat die Hülse 28 ein in den Abmessungen kleiner ausgelegtes Endteil, welches drehbeweg­ lich in dem rechten Wellenteil der Nockenwelle 22 angeordnet ist. Die Hülse 28 ist fest mit der Antriebswelle 21 mit Hilfe eines Verbindungsstiftes 31 verbunden, welcher durch die Hülse und die Antriebswelle 21 geht.

Die Hülse 28 hat an ihrem innenseitigen Ende ein Flanschteil 32, und wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, ist der Flansch 32 mit einem länglichen Schlitz 33 versehen, welcher radial nach außen verläuft. Der Schlitz 33 hat eine gleichmäßige Breitenabmessung über seine Erstreckung hinweg. In ähnlicher Weise wie das vorstehend angegebene Flanschteil 27 ist das Flanschteil 32 einteilig mit einem ringförmigen Vorsprung 28a (siehe Fig. 1) versehen, welcher in Kontakt mit der an­ deren Seitenfläche des Ringteils 29 ist.

Wie aus den Fig. 1, 4 und 5 zu ersehen ist, sind der längli­ che Schlitz 30 des Flanschteils 27 des linken Wellenteils und der andere längliche Schlitz des Flanschteils 32 der Hülse 28 diametral einander gegenüberliegend bezüglich der Achse der Antriebswelle 21 angeordnet.

Das Ringteil 29 hat einen Innendurchmesser, welcher im we­ sentlichen mit jenem der Nockenwelle 22 übereinstimmt. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist das Ringteil 29 koaxial um die Antriebswelle 21 unter Freilassung eines Ringzwischen­ raums "S" angeordnet. Um das Ringteil 29 ist ein koaxialer Ringsteg 29a vorgesehen, welcher drehbeweglich an einem Steuerring 35 über ein ringförmiges Lager 34 aufgenommen ist. Ferner hat das Ringteil 29 an diametral gegenüberlie­ genden Teilen hiervon entsprechende Halteöffnungen 29b und 29c, welche drehbeweglich die zugeordneten Stifte 36 und 37 halten. Diese Stifte 36 und 37 sind gleitbeweglich in Eingriff mit den vorstehend angegebenen, länglichen Schlitzen 30 und 33. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, stehen die Stifte 36 und 37 axial in Gegenrichtungen vor.

Ferner ist noch zu erwähnen, daß jeder Stift 36 oder 37 ein Basisteil hat, welches drehbeweglich in der Halteöffnung 29b oder 29c des Ringteils 29 gehalten ist.

Ferner ist noch zu erwähnen, daß nach den Fig. 4 und 5 je­ der Stift 36 oder 37 an diametral gegenüberliegenden Teilen hiervon ebene parallele Flächen 36a und 36b (oder 37a und 37b) hat, welche in Gleitkontakt mit den gegenüberliegenden, parallelen Seitenwänden 30a und 30b (oder 33a und 33b) des Schlitzes 30 oder 33 sind.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, hat der Steuerring 35 an seinem äußeren Umfangsteil einen perforierten Vorsprung 35a, durch welchen ein Tragstift 38 geht. Somit ist der Steuer­ ring 35 um die Achse des Tragstiftes 38 in Richtung nach oben und unten schwenkbeweglich. Der Steuerring 35 hat an diametral gegenüberliegenden Teilen von dem perforierten Vorsprung 35a ein Hebelteil 35b, welches radial nach außen verläuft. Das Hebelteil 35b wird durch eine Antriebseinrich­ tung 39 angetrieben, um eine Schwenkbewegung bzw. Drehbewe­ gung des Steuerrings 35 um den Tragstift 38 zu erzielen.

Wie aus den Fig. 2 und 6 zu ersehen ist, weist die Antriebs­ einrichtung 39 erste und zweite Zylinder 40 und 41 auf, welche im Zylinderkopf derart ausgebildet sind, daß sie ein­ ander zugewandt sind. Ein Kolben 42 und ein Halter 43 sind gleitbeweglich jeweils in den ersten und zweiten Zylindern 40 und 41 aufgenommen, welche das Hebelteil 35b des Steuer­ rings 35 unter Zwischenlage dazwischen haben. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, hat das Hebelteil 35b runde Flächen, mit denen die zugeordneten Kopfteile des Kolbens 42 und des Halters 43 in Berührung kommen.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist eine Hydraulikkammer 40a, wel­ che im ersten Zylinder 40 gebildet wird, in Fluidverbin­ dung mit einer Hydraulikschaltung 44. Dies bedeutet, daß der Kolben 42 in Richtung vor und zurück im ersten Zylinder 40 in Abhängigkeit von der Arbeitsweise der Hydraulikschal­ tung 44 bewegt wird.

Der Halter 43 im zweiten Zylinder 43 wird von einem rohrför­ migen Teil mit einem geschlossenen Kopfteil gebildet. Der Halter 43 ist in Richtung auf den ersten Zylinder 40 mit Hilfe einer Spiralfeder 45 vorbelastet, welche im zusammengedrück­ ten Zustand im zweiten Zylinder 41 angeordnet ist.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, weist die Hydraulikschaltung 44 einen Hydraulikkanal 47 auf, welcher ein Ende hat, der zu einer Ölwanne 46 freiliegt und der ein anderes Ende hat, wel­ ches mit der Hydraulikkammer 40a der Antriebseinrichtung 39 verbunden ist. Eine Ölpumpe 48 ist in dem Hydraulikkanal 47 angeordnet, und ein elektromagnetisches Ventil 49 ist in dem Hydraulikkanal 47 stromab von der Ölpumpe 48 angeordnet. Wie gezeigt ist das elektromagnetische Ventil 49 ein sol­ ches mit zwei Stellungen und drei Anschlüssen. Das Ventil 49 wird mit Hilfe einer Steuereinrichtung 50 gesteuert. Durch Analysieren der Brennkraftmaschinendrehzahl, einer Ansaug­ luftmenge usw. ermittelt die Steuereinrichtung 50 einen Be­ triebszustand der Brennkraftmaschine und gibt "EIN-AUS"-Signale an das Ventil 9 zur Steuerung desselben ab. Dies bedeutet, daß, wenn die Steuereinrichtung 50 ein "EIN"-Signal abgibt, das Ventil 49 eine Verbindung zwischen der Ölpumpe 48 und der Hydraulikkammer 40a herstellt, während dann, wenn die Steuereinrichtung 50 ein "AUS"-Signal abgibt, das Ventil 49 die Verbindung sperrt und zugleich eine Verbindung zwischen der Hydraulikkammer 40a und einem Rücklaufkanal 51 herge­ stellt wird.

Nachstehend wird die Arbeitsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung, insbesondere die Fig. 2 und 6, erläutert.

Zur Vereinfachung der Beschreibung wird mit einem Zustand begonnen, bei dem der Steuerring 35 seine am weitesten oben liegende Winkelposition einnimmt, wie dies mit einer gebro­ chenen Linie (bzw. einer strichpunktierten Linie) in Fig. 2 gezeigt ist.

Wenn dann die Steuereinrichtung 50 ein "EIN"-Signal zu dem elektromagnetischen Ventil 40 abgibt, stellt das Ventil 49 eine kommunizierende Verbindung zwischen der Ölpumpe 48 und der Hydraulikkammer 40a her. Folglich wird Öl von der Ölpumpe 48 zu der Hydraulikkammer 40a über den Hydraulikkanal 47 gefördert. Somit steigt der Druck in der Hydraulikkammer 40a an und somit ist entsprechend den Fig. 2 und 6 zu erse­ hen, daß der Kolben 42 in Richtung nach unten entgegen der Vorbelastungskraft der Spiralfeder 45 bewegt wird, das He­ belteil 45b des Steuerrings 35 nach unten bewegt wird und somit der Steuerring 35 um den Tragstift 38 nach unten ge­ dreht bzw. verschwenkt wird. Wenn der Steuerring 35 nach unten in die Zwischenposition gedreht ist, welche mit einer durchgezogenen Linie in den Fig. 2 und 6 eingetragen ist, stimmt ein Drehmittelpunkt "Y" des Ringteils 29 mit der Achse "X" der Antriebswelle 21 überein. Unter diesen Umstän­ den ist keine Drehphasendifferenz zwischen dem Drehteil 29 und der Antriebswelle 21 vorhanden. Da ferner unter dieser Bedingung das Mittelteil der Nockenwelle 22 mit der Mitte "Y" des Ringteils 29 übereinstimmt, ist keine Drehphasendif­ ferenz zwischen denselben vorhanden. Folglich wird in Abhän­ gigkeit von der Drehbewegung der Antriebswelle 21 die Hülse 28, welche hiermit über den Verbindungsstift 31 fest verbun­ den ist, synchron gedreht, und es wird auch die Nockenwelle 22, welche hiermit über den länglichen Schlitz 33 der Hülse 28, den Stift 37, das Ringteil 29, den anderen Stift 36 und den länglichen Schlitz 30 der Nockenwelle 22 fest verbunden ist, synchron gedreht. Dies bedeutet, daß die Antriebswelle 21 und die Nockenwelle 22 zusammen um die Achse "X" ähnlich einer einzigen Einheit gedreht werden.

Wenn anschließend infolge einer Änderung eines Brennkraft­ maschinenbetriebszustands die Steuereinrichtung 50 ein "AUS"- Signal an das Ventil 49 abgibt, sperrt das Ventil 49 die Verbindung zwischen der Ölpumpe 48 und der Hydraulikkammer 40a und es wird eine kommunizierende Verbindung zwischen der Hydraulikkammer 40a und dem Rücklaufkanal 51 hergestellt. Unter dieser Bedingung wird das Öl in der Hydraulikkammer 40a zur Ölwanne 46 über den Rücklaufkanal 51 abgeleitet.

Somit wird der Druck in der Hydraulikkammer 40a herabge­ setzt und somit wird infolge der Vorbelastungskraft der Ventilfeder 24 und der Spiralfeder 45 das Hebelteil 35b des Steuerrings 35 in Richtung nach oben bewegt, wodurch eine nach oben gerichtete Schwenkbewegung bzw. Drehbewegung des Steuerrings 35 in seine zu oberst liegende Position ein­ geleitet wird. Dies ist mit einer gebrochenen Linie (bzw. mit einer strichpunktierten Linie) in den Fig. 2 und 6 eingetragen. Der Drehmittelpunkt "Y" des Ringteils 29 ist exzentrisch zu der Achse "X" der Antriebswelle 21. Folglich werden bei jeder Umdrehung der Antriebswelle 21 das Kontakt­ teil zwischen dem länglichen Schlitz 33 der Hülse 28 und dem Stift 37 und jenem zwischen dem länglichen Schlitz 30 der Nockenwelle 22 und dem anderen Stift 36 gezwungen, eine Rundlaufbewegung auszuführen, währenddem sich ständige Ver­ änderungen (bzw. größer werdende und kleiner werdende) Win­ kelgeschwindigkeiten des Ringteils 29 ergeben. Somit dreht sich während der Zeit, während der die Antriebswelle 21 eine Umlaufbewegung ausführt, das ringförmige Teil 29 mit einer ungleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit.

Wenn somit das Kontaktteil zwischen dem länglichen Schlitz 33 und dem Stift 37 sich in Richtung zu der Mitte "X" der Antriebswelle 21 bewegt, bewegt sich das Kontaktteil zwischen dem länglichen Schlitz 30 und dem Stift 36 von der Mitte "X" weg. Unter diesen Bedingungen wird das ringförmige Teil 29 gezwungen, eine Drehbewegung mit einer verminderten Winkel­ geschwindigkeit relativ zur Drehwelle 21 auszuführen, und die Nockenwelle 22 wird gezwungen, eine Drehbewegung mit einer verminderten Winkelgeschwindigkeit relativ zum Ring­ teil 29 auszuführen. Unter diesen Bedingungen wird somit die Nockenwelle 22 gezwungen, sich mit einer doppelt vermin­ derten Geschwindigkeit relativ zur Antriebswelle 21 zu dre­ hen.

Wenn dann infolge einer weiteren Veränderung der Brennkraft­ maschinenbetriebsbedingungen der Kolben 42 derart beauf­ schlagt wird, daß er das Hebelteil 35b des Steuerrings 35 entgegen der Kraft der Spiralfeder 41 nach unten drückt, wird das Ringteil 29 über die Zwischenposition hinaus in Richtung zu der am weitesten unten liegenden Position ge­ schwenkt bzw. gedreht, wie dies mit einer gebrochenen Li­ nie (bzw. mit einer Linie mit einem Strich und zwei Punkten) in Fig. 2 verdeutlicht ist. Unter dieser Bedingung ist das Kontaktteil zwischen dem länglichen Schlitz 30 und dem Stift 36 in der Nähe der gemeinsamen Achse "X" angeordnet, und die Nockenwelle 22 wird gezwungen, sich mit einer dop­ pelt vergrößerten Geschwindigkeit relativ zur Antriebswelle 21 zu drehen.

Wenn infolge der Änderung der vorstehend angegebenen Win­ kelgeschwindigkeit die Drehphasendifferenz zwischen der Nockenwelle 22 und der Nocke 26 sich in einer solchen Weise ändert, wie dies in dem Diagramm nach Fig. 7B verdeutlicht ist, sowie wie dies in dem Diagramm, nach Fig. 7A verdeut­ licht ist, ändert sich die Ventilsteuerzeit nach Maßgabe der Phasendifferenz der Nockenwelle 22, wobei die Ventilhubgröße konstant bleibt.

Hieraus ergibt sich, daß dann, wenn die Winkelgeschwindig­ keit der Nockenwelle 22 relativ groß ist, die Phasendiffe­ renz zwischen der Nockenwelle 22 und der Antriebswelle 21 voreilend ist, bis sie mit einer gleichen Geschwindigkeit eine Drehbewegung ausführen, und wenn anschließend die Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 22 relativ klein wird, die Phasendifferenz nacheilend ist, bis sie eine Drehbewe­ gung mit einer gleichen Geschwindigkeit ausführen. Wie in Fig. 7B gezeigt ist, wird während einer Periode, in der die Phasendifferenz sich von einem maximalen zu einem mini­ malen Wert ändert, ein Übereinstimmungsphasenpunkt "P" er­ zeugt. Im Falle einer Änderung der Drehphase, wie das mit einer gebrochenen Linie in Fig. 7B verdeutlicht ist, und zwar vor dem Punkt "P", ist die Ventilöffnungszeit des Ein­ laßventils 23 verzögert, während aber nach dem Punkt "P" die Ventilöffnungszeit voreilend ist, so daß - wie in gebroche­ ner Linie im Diagramm in Fig. 7A gezeigt ist - der Arbeits­ winkel des Ventils verkleinert wird. Während bei einer Ände­ rung der Drehphase, wie dies mit einer gebrochenen Linie in Fig. 7B gezeigt ist, vor dem Punkt "P" die Ventilöff­ nungszeit des Einlaßventiles 23 voreilend ist, wird sie nach dem Punkt "P" hingegen nacheilend bzw. verzögert, so daß entsprechend einer gebrochenen Linie in dem Diagramm nach Fig. 7A der Arbeitswinkel des Ventils vergrößert wird. Die in dem Diagramm nach Fig. 7A gezeigte durchgezogene Linie verdeutlicht den Fall, bei dem die Mittelpunkte "X" und "Y" miteinander übereinstimmen.

Nachstehend werden die Vorteile der Erfindung näher erläu­ tert.

Jeder Stift 36 oder 37 hat diametral gegenüberliegende Teile mit ebenen Flächen 36a und 36b (oder 37a und 37b), welche in Gleitkontakt mit den gegenüberliegenden Seitenwänden 30a und 30b (oder 33a und 33b) des länglichen Schlitzes 30 oder 33 auf eine sogenannte Flächen-zu-Flächen-Kontaktart sind. Wenn daher ein Drehmoment der Antriebswelle 21 auf die Nockenwelle 22 übertragen wird und/oder wenn eine relative Gleitbewegung zwischen den Stiften 36 und 37 und den längli­ chen Schlitzen 30 und 33 auftritt, so daß das Ringteil 29 exzentrisch gehalten ist, wird die Erzeugung von unerwünsch­ ten, konzentrierten Belastungen zwischen denselben unter­ drückt und damit wird die Lagerbelastung herabgesetzt. Da­ her wird ein nennenswerter Abtrag der Stifte 36 und 37 und der Seitenwände 30a, 30b, 33a und 33b der länglichen Schlitze 30 und 33 verhindert.

Ferner sind die Stifte 36 und 37 durch das Ringteil 29 dreh­ beweglich gehalten. Während der Schwenkbewegung des Ring­ teils 29 werden daher die Stifte 36 und 37 in geeigneter Wei­ se relativ zu dem Ringteil 29 gedreht, wodurch ein Flächen- zu-Flächen-Kontakt zwischen den ebenen Flächen 36a, 36b, 37a und 37b der Stifte 36 und 37 und den gegenüberliegenden Seitenwänden 30a, 30b, 33a und 33b der länglichen Schlitze 30 und 33 ermöglicht wird. Somit wird in starkem Maße der Schutz vor Abrieb und Verschleiß verstärkt.

Obgleich sich die voranstehende Beschreibung auf eine Vor­ richtung zum Steuern des Einlaßventils 23 bezieht, kann die Erfindung auch zur Steuerung eines Auslaßventiles einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden.

Claims (10)

1. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche eine Antriebswelle (21), eine Nockenwelle (22), die koaxial um die Antriebswelle (21) angeordnet ist, und eine Mehrzahl von Nocken (26) hat, welche um die Nockenwelle (22) zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile ausgebil­ det sind, gekennzeichnet durch:
einen ersten Flansch (27), welcher von der Nockenwelle (22) gebildet wird, wobei der erste Flansch (27) einen ersten, länglichen Schlitz (30) hat, welcher radial verläuft,
einen zweiten Flansch (32), welcher den ersten Flansch (27) unter Einhaltung eines gewissen Zwischenraums dazwischen gegenüberliegt, und der fest mit der Antriebs­ welle (21) zur Ausführung einer Drehbewegung derselben ver­ bunden ist, wobei der zweite Flansch (32) einen zweiten, länglichen Schlitz (33) hat, welcher radial verläuft,
ein Ringteil (29), welches in dem Zwischenraum so­ wie drehbar um eine Achse der Antriebswelle (21) angeordnet ist,
erste und zweite Stifte (36, 37), welche durch die gegenüberliegenden Seiten des Ringteils (29) jeweils dreh­ beweglich gehalten sind, wobei die ersten und zweiten Stif­ te (36, 37) an diametral gegenüberliegenden Stellen bezüg­ lich einer Mitte des Ringteils (29) angeordnet und gleitbe­ weglich in Eingriff mit den ersten und zweiten, länglichen Schlitzen (30, 33) jeweils sind, und
eine Antriebseinrichtung (35, 40, 41) zum Verdrehen bzw. Verschwenken des Ringteils (29) um eine Drehachse bzw. Schwenkachse exzentrisch zu der Achse der Antriebswelle (21) nach Maßgabe einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder der ersten und zweiten Stifte (36, 37) diametral gegenüberliegende Teile mit ebenen, parallelen Flächen (36a, 36b; 37a, 37b) hat, welche gleitbeweglich in Eingriff mit den gegenüberliegenden, parallelen Seitenwänden (30a, 30b; 33a, 33b) der jeweiligen ersten und zweiten, länglichen Schlitze (30, 33) sind.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder der ersten und zweiten Stifte (36, 37) ein Basisteil hat, welches drehbeweglich in einer Halteöff­ nung (29b, 29c) gehalten ist, welche von dem Ringteil (29) gebildet wird.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Flansch (27) um ein axiales Ende der Nockenwelle (22) ausgebildet ist, und daß der zweite Flansch (32) um eine Hülse (28) ausgebildet ist, welche fest mit der Antriebswelle (21) mit Hilfe eines Verbindungsstif­ tes (31) verbunden ist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder der ersten und zweiten Flansche (27, 32) mit einem ringförmigen Vorsprung (28a) versehen ist, welcher in Kontakt mit einer Seitenfläche des Ringteils (29) ist.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülse (28) ein mit verminderten Abmessun­ gen ausgebildetes Endteil hat, welches drehbeweglich in ei­ ner Hohlwelle angeordnet ist, welche ein gesondertes Teil der Nockenwelle (22) darstellt.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebseinrichtung folgendes aufweist:
einen Steuerring (35), in welchem das Ringteil (29) drehbeweglich aufgenommen ist,
ein ringförmiges Lager, welches betriebsbereit zwi­ schen dem Steuerring (35) und dem Ringteil (29) angeordnet ist,
eine erste Einrichtung (35a), welche ermöglicht, daß der Steuerring (35) um die Schwenkachse verschwenkt wird, und
eine zweite Einrichtung (35b), welche den Steuerring (35) zwingt, daß er sich um die Schwenkachse nach Maßgabe der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine verschwenkt.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Einrichtung folgendes aufweist:
einen Vorsprung (35a), welcher auf einem äußeren Umfangsteil des Steuerrings (35) ausgebildet ist, und
einen Stützstift (38), welcher durch eine Öffnung geht, welche der Vorsprung (35a) besitzt.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Einrichtung folgendes aufweist:
ein Hebelteil (35b), welches an dem Steuerring (35) an einer Position ausgebildet ist, die dem äußeren Umfangs­ teil diametral gegenüberliegt, und
eine hydraulisch betriebene Antriebseinrichtung (40, 41) zum Bewegen des Hebelteils (35b) in Richtung vor und zurück nach Maßgabe der Betriebsbedingung der Brenn­ kraftmaschine.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Einrichtung derart ausgelegt ist, daß sie gestattet, daß das Ringteil (29) eine Winkelposition einnimmt, in der das Ringteil (29) konzentrisch zu der An­ triebswelle (21) ist.