DE19607982A1 - Nockenmontageeinheit zum Einbau in einen Motor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Montageeinheit mit Nocken zum Einbau in einen Zylinderkopf in einem Verbrennungsmotor.

US-A-5 365 896, die der GB-B 2 268 246 oder DE-A 43 20 126 entspricht, offenbart eine Einrichtung zur Bewegung einer Anzahl von Hohlnocken relativ zu deren Antriebswelle. Diese bekannte Einrichtung weist eine Vielzahl von drehbar mit der Antriebswelle verbundenen Antriebsbauteilen und entsprechend eine Vielzahl von drehbar innerhalb einer Vielzahl von Halterungen drehbaren Zwischenbauteilen auf. Die Antriebswelle erstreckt sich durch mittlere Öffnungen in den Zwischenbauteilen. Jede der mittleren Öffnung ist so dimensioniert, daß eine begrenzte Bewegung einer der Halterung zur Variierung der Exzentrizität einer Achse der Zwischenbauteile bezüglich der Wellenachse möglich ist. Die Hohlnocken sind koaxial zur Antriebswelle ausgebildet und relativ zu dieser drehbar. Jedes der Antriebsbauteile ist mit einem benachbarten Zwischenbauteil durch eine erste Verbindung in einer ersten Position beabstandet von der Wellenachse gekoppelt. Jeder der Hohlnocken ist mit einem benachbarten Zwischenbauteil durch eine zweite Verbindung in einer zweiten Position winkelbeabstandet zur ersten Position bezüglich der Wellenachse gekoppelt. Sowohl die erste als auch zweite Kopplung verfügen über eine bewegliche Verbindung mit einem benachbarten Zwischenbauteil, um eine Veränderung in dessen Entfernung von der Achse des Zwischenbauteils während des Betriebs zu ermöglichen. Um die Halterungen in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse zu bewegen, erstreckt sich ein Steuerbauteil durch Öffnungen der Halterungen, wobei dessen Steuernocken entsprechend in die Öffnungen eingepaßt sind. Beim Einbau dieser bekannten Einrichtung in den Zylinderkopf wird diese an einer Rahmenstruktur montiert und die Montageeinheit zusammen mit der Rahmenstruktur auf dem Zylinderkopf plaziert und durch Befestigen von Bolzen wird die Rahmenstruktur fest am Zylinderkopf gesichert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einbau einer Nockenmontageeinheit der oben genannten Art ohne eine solche Rahmenstruktur zu ermöglichen, die voluminös ihrem Aufbau und teuer in ihrer Herstellung ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Montageeinheit zum Einbau in einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, mit einem Zylinderkopf; einer Vielzahl von Hohlnocken; einer sich durch die Vielzahl von Hohlnocken erstreckenden Antriebswelle, die um eine Wellenachse drehbar ist; einer Vielzahl von Antriebsbauteilen, die mit der Antriebswelle drehbar sind; einer Vielzahl von Halterungen; einer Vielzahl von Zwischenbauteilen, die entsprechend von der Vielzahl von Halterungen gehalten sind, zur Drehung um eine Achse, so daß sie exzentrisch bezüglich der Wellenachse drehen; wobei jedes der Vielzahl von Antriebsbauteilen mit einem benachbarten der Vielzahl von Zwischenbauteilen durch eine erste Kopplung an einer ersten Position beabstandet zur Wellenachse verbunden ist, wobei weiterhin die Vielzahl von Hohlnocken mit einem benachbarten der Vielzahl von Zwischenbauteilen durch eine zweite Kopplung in einer zweiten Position winkelbeabstandet zur ersten Position bezüglich der Wellenachse verbunden ist, jede der ersten und zweiten Kopplung eine bewegbare Verbindung mit dem benachbarten der Vielzahl von Zwischenbauteilen zur Entfernungsvariation von der Achse des Zwischenbauteils im Betrieb aufweist; einer Vielzahl von fest am Zylinderkopf zur drehbaren Unterstützung der Vielzahl von Hohlnocken am Zylinderkopf befestigten Halter; einem um eine Achse drehbaren Steuerbauteil mit einer Vielzahl von Steuernocken, die beabstandet zueinander entlang der Achse des Steuerbauteils angeordnet sind; wobei jeder der Vielzahl von Haltern mit einer Ausnehmung zur Halterung des Steuerbauteils ausgebildet ist; einem Steuerbauteilhalter auf der Vielzahl von Haltern, um das Steuerbauteil drehbar auf der Vielzahl von Haltern zu halten, wobei jede der Vielzahl von Halterungen mit einer Ausnehmung ausgebildet ist, die einen benachbarten der Vielzahl von Steuernocken lagert; und einem Steuernockenhalter auf der Vielzahl von Haltern, um die Steuernocken zur operativen Kooperation der Vielzahl von Haltern in einer solchen Weise zu halten, daß die Vielzahl von Haltern sich in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse zur Variation der Exzentrizität der Zwischenbauteile bewegen.

Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert und beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen vergrößerten Querschnitt entlang einer Linie A-A aus Fig. 2;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Zylinderkopf des Verbrennungsmotors;

Fig. 3 eine vergrößerte, teilweise gebrochene Teilansicht aus Fig. 2 zur Darstellung eines Längsschnitts entlang der Linie B-B aus Fig. 2;

Fig. 4 eine Endansicht des Halters mit einem darauf befindlichen Steuerbauteilhalteelement;

Fig. 5 eine Seitenansichthalterung nach Fig. 4;

Fig. 6 eine vergrößerte Endansicht einer Halterung mit einer daran fest gesicherten Tragachse;

Fig. 7 eine Seitenansicht der Halterung nach Fig. 6; und

Fig. 8 ein hydraulisches Schaltkreisdiagramm mit einem Betätigungselement zum Positionieren des Steuerbauteils im Winkel um eine Steuerbauteilachse.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Motor mit vier reihenförmig angeordneten Zylindern, 16 Ventilen und einer doppelten, oben liegenden Nockenwelle dargestellt, bei dem eine Zylinderkopfabdeckung entfernt ist.

In Fig. 2 ist ein Zylinderkopf 10 durch eine voll durchgezogene Linie und in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Kettenlinie dargestellt. Für jeden der vier Zylinder sind vier Ventile angeordnet, d. h. insgesamt 16 Ventile. Diese können in eine erste Gruppe aus acht Zylinderventilen und eine zweite Gruppe aus wiederum acht Zylinderventilen unterteilt werden. Die acht Zylinderventile der ersten Gruppe haben reihenförmig angeordnete Ventilheber und die acht Zylinderventile der zweiten Gruppe haben ebenfalls in einer Reihe angeordnete Ventilheber. Nach Fig. 2 zeigen die in Reihe angeordneten acht durch unterbrochene Linien dargestellten Kreise 12 und 14 die Ventilheber der Zylinderventile der ersten Gruppe und die voll durchgezogenen vier Kreise 16 zeigen Zündkerzenöffnungen. Die in einer Reihe angeordneten Ventilheber der Zylinderventile der zweiten Gruppe sind in Fig. 2 nicht dargestellt. Die Ventilheber 12 und 14 der ersten Gruppe und die Ventilheber der zweiten Gruppe sind parallel zueinander angeordnet.

Eine Vielzahl von, in diesem Ausführungsbeispiel vier, Hohlnocken 18, von denen jeder zwei beabstandete Nockennasen 20 und 22 aufweist, steuern die Ventilheber 12 und 14 so, daß nach Fig. 2 der am weitesten links angeordnete Hohlnocken 18 mit seinen Nockennasen 12 und 22 in Zusammenarbeit mit den am weitesten links und den nächst benachbarten Ventilheber 12 und 14 ist. Der zu dem am weitesten links am nächsten angeordnete Hohlnocken 18 ist mit seinen Nockennasen 12 und 22 entsprechend mit den zwei nächsten Ventilhebern 12 und 14 und der diesen folgende Hohlnocken 18 mit seinen Nockennasen 20 und 22 mit den nächsten zwei folgenden Ventilhebern 12 und 14 in Eingriff. Der am weitesten rechts angeordnete Hohlnocken 18 mit seinen Nockennasen 20 und 22 ist mit dem am weitesten rechts und benachbart dazu angeordneten, entsprechenden Ventilhebern 12 und 14 in Eingriff.

Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, erstreckt sich eine Hohlantriebswelle 24 durch die Hohlnocken 18 und ist um eine Wellenachse X durch ein Rad 26, siehe Fig. 2, drehbar.

Eine Vielzahl von, bei diesem Ausführungsbeispiel vier, Antriebsbauteilen 28 sind mit der Antriebswelle 24 drehbar und sind entsprechend zum Antreiben der Hohlnocken 18 angeordnet. Weiterhin sind eine Vielzahl von, in diesem Ausführungsbeispiel vier, Halterungen 30, von denen jede eines der Vielzahl von, in diesem Ausführungsbeispiel vier, Zwischenbauteilen 32 zur Drehung um eine Achse Y abstützt, angeordnet.

Nach Fig. 1 bestimmt jede der Halterungen 30 ein Lager oder eine Lagerfläche 34, die drehbar eines der Zwischenbauteile 32 lagert. Nach Fig. 1 ist jedes der Zwischenbauteile 32 ringscheibenförmig und kann als ringförmige Scheibe oder Scheibe in der folgenden Beschreibung bezeichnet werden. Da die Halterungen 30 entsprechend die ringförmigen Scheiben 32 aufnehmen, können diese als Scheibengehäuse im folgenden bezeichnet werden.

Nach Fig. 3 weist jedes der Antriebsbauteile 28 eine Hülse 36 auf, die mit der Antriebswelle 34 gekoppelt und zum Zusammendrehen an dieser befestigt ist zur Zusammendrehung, wobei die Befestigung durch einen Keilstift 38 verursacht ist, der durch die Hülse 36 und die Antriebswelle 24 diametral hindurchtritt. Die Hülse 36 eines jeden Antriebsbauteils 28 weist einen einteiligen Antriebsflansch 40 auf, der sich von einem Ende radial auswärts erstreckt. In einem Bereich benachbart zum gegenüberliegenden Ende kann, wenn erwünscht, die Hülse 36 von wenigstens einigen der Antriebsbauteile 28 im Durchmesser reduziert sein, um eine zylindrische Lagerfläche 42 zu bilden, die in rollendem Kontakt mit der inneren Umfangswand des benachbarten Hohlnockens 18 steht, um eine relative Winkelverstellung zwischen den Hohlnocken 18 und der Antriebswelle 24 um die Wellenachse X in stoßfreier Weise sicherzustellen.

Der Antriebsflansch 40 eines jeden der Antriebsbauteile 28 weist einen Radialschlitz 44 auf, der gleitend mit einem ersten Stift 46 in einer benachbarten Ringscheibe 32 in Eingriff steht. Der erste Stift 46 ist drehbar durch die Ringscheibe 32 abgestützt und steht von einer Fläche der Scheibe 32 in den Radialschlitz 44 vor. Von der gegenüberliegenden Fläche einer jeden Scheibe 32 steht ein zweite Stift 48 vor, der winkelbeabstandet zum ersten Stift 46 um die Achse Y angeordnet ist, wobei der Winkelabstand bevorzugt 180° beträgt. Der zweite Stift 48 ist drehbar durch die Scheibe 32 abgestützt und steht in gleitendem Eingriff mit einem Radialschlitz 50, welcher im benachbarten Antriebsflansch 52 ausgebildet. Die Antriebsflansche 52, die einen Bestandteil der entsprechenden Hohlnocken 18 bilden, sind frei drehbar mit den Hohlnocken 18 relativ zur Antriebswelle 24.

Jede der Ringscheiben 32 hat eine Zentralöffnung 54, die groß genug ist, um eine Bewegung der Scheibe 32 in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse X ohne Berühren der Fläche der Antriebswelle 24 zu ermöglichen. Die Exzentrizität der Scheibe 32 bezüglich der Wellenachse X ist variierbar, indem das Scheibengehäuse 32 in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse X bewegt wird. Folglich kann jede der Scheiben 32, die in dem Scheibengehäuse 32 zur Drehung um dessen Achse Y gelagert sind, sich exzentrisch bezüglich der Wellenachse X drehen.

Zur guten Drehmomentübertragung von jedem der Antriebsbauteile 28 zur benachbarten Scheibe 32 und anschließend von der Scheibe 32 zum benachbarten Hohlnocken 18, weist der erste Stift 26 zwei Endbereiche auf, die durch zwei gegenüberliegende Flachseiten 56 bestimmt sind, welche gleitend mit den Radialschlitz 44 bestimmenden Wänden in Eingriff sind. Der zweite Stift 48 hat einen durch zwei Flachseiten 58 bestimmten Endbereich, der gleitend mit den Radialschlitz 50 bildenden Wänden in Anlage ist.

Jedes der Antriebsbauteile 28 ist mit der benachbarten Ringscheibe durch eine erste Kopplung in einer ersten Position beabstandet zur Wellenachse X verbunden, welche Kopplung den Antriebsflansch 40 und den ersten Stift 46 umfaßt. Jeder der Hohlnocken 18 ist mit der benachbarten Scheibe 32 durch eine zweite Kopplung in einer zweiten Position beabstandet zur Wellenachse X verbunden, welche Kopplung den Antriebsflansch 32 und den zweiten Stift 48 umfaßt. Während der Betätigung hat sowohl die erste als auch zweite Kopplung eine bewegbare Verbindung mit der benachbarten Ringscheibe 32, um eine Entfernungsvariation von der Achse Y zu gestatten. Unter der Annahme, daß keine Exzentrizität vorliegt und folglich die Ringscheibe 32 konzentrisch bezüglich der Antriebswelle 24 dreht, ändert sich die Entfernung der Verbindung von erster und zweiter Kopplung von der Achse Y zur benachbarten Ringscheibe 32 nicht während des Betriebs. Gibt es eine Exzentrizität und drehen folglich die Ringscheiben 32 exzentrisch bezüglich der Wellenachse X, ändert sich die Entfernung der Verbindung von der Achse Y.

Zum Ermöglichen einer glatten oder stoßfreien Bewegung jeder der Ringscheiben 32 relativ zum benachbarten Antrieb und den angetriebenen Flanschen 40 und 52, weist jeder der Antriebsflansche 40 einen Vorsprung 60 in Anlage mit einer benachbarten Seite der Ringscheibe 32 und dem axialen Ende des zweiten Stiftes 48 auf, während die angetriebenen Flansche 52 einen ähnlichen Vorsprung 62 in Anlage mit der benachbarten Seite der Ringscheibe 32 und dem Axialende des ersten Stiftes 46 aufweisen. Jeder der Vorsprünge 60 und 62 erstrecket sich in Umfangsrichtung des Antriebs- und angetriebenen Flansches 50 und entsprechend 52, außer in den Bereichen, in denen Radialschlitze 44 und 50 eingeschnitten sind.

Nach Fig. 2, 3, 4 und 5 lagern eine Vielzahl von, in diesem Ausführungsbeispiel vier, Nockenträgern 70 drehbar die entsprechenden Hohlnocken 18 und ein Endträger 42 stützt drehbar einen Endzapfen der Antriebswelle 24 ab. Wie sich aus Fig. 3 und 4 ergibt, wird der Zapfen eines jedes Hohlnockens 18 durch eine der halbzylindrischen Lagerausnehmungen 24, durch welche Strukturen zwischen den Ventilheberführungsöffnungen des Zylinderkopfes 10 gebildet sind und durch eine passende halbzylindrische Lagerausnehmung 76 abgestützt, mit welcher jeder der Nockenträger 70 gebildet ist. Nach Fig. 4 und 5 ist die halbzylindrische Lagerausnehmung 76 von der Unterseite eines jeden Nockenträgers 70 eingelassen. Der Endträger 72 ist im wesentlichen konstruktiv gleich dem Nockenträger 70, außer daß der Endträger 72 den Endzapfen der Antriebswelle 24 abstützt, statt den Zapfen des benachbarten Hohlnockens 18.

Alle Scheibengehäuse 30 können durch Drehung eines Steuerbauteils 78 um eine Achse Z bewegt werden. Das Steuerbauteil 78 weist die Form einer hohlen Steuerwelle auf, die eine Vielzahl von, beim Ausführungsbeispiel vier, exzentrischen Steuernocken 80 aufweist. Diese sind beabstandet zueinander entlang der Achse Z angeordnet. Weiterhin weist sie eine Vielzahl von, beim Ausführungsbeispiel fünf, Zapfen 82 auf. Jeder der Nockenträger 70 weist eine halbzylindrische Lagerausdehnung 84 auf, die von dessen Oberseite nach Fig. 4 und 5 eingelassen ist. Insgesamt ist der Nocken 82 benachbart zum Ende der Steuerwelle 78 durch die halbzylindrische Ausnehmung gelagert, die von der Oberseite des Endträgers 72 eingelassen ist, während die übrigen vier Zapfen 82 durch die halbzylindrische Ausnehmung 84 der entsprechenden Nockenträger 70 gelagert sind.

Nach Fig. 1 ist jedes der Scheibengehäuse 30 mit einer halbzylindrischen Ausnehmung 86 ausgebildet, die von einer oberen Flachwand 88 eingelassen ist, um den benachbarten der exzentrischen Steuernocken 80 zu lagern.

Ein Steuerbauteilhalter ist an den Nockenträgern 70 und dem Endträger 72 plaziert, um die Steuerwelle 78 drehbar an den Nockenträgern 70 und dem Endträger 72 zu halten. Der Steuerbauteilhalter weist eine Vielzahl von, beim Ausführungsbeispiel vier, Lagerkappen 90 entsprechend auf den Nockenträgern 70 und eine Lagerkappe 92 auf dem Endträger 72 auf. Nach Fig. 4 und 5 ist jede der Lagerkappen 90 und 92 durch eine halbzylindrische Ausnehmung 94 gebildet, die teilweise den entsprechenden Zapfen 82 aufnimmt und fest am zugeordneten Träger 70 oder 72 durch zwei Bolzen 96 und 98 gesichert ist, welche zur festen Sicherung des Trägers 70 oder 72 am Zylinderkopf 10 dienen.

Ein Steuernockenhalter ist auf den oberen Flachwänden 88 der Scheibengehäuse 30 plaziert, um die Steuernocken 80 in betriebsbreiter Zusammenarbeit mit den entsprechenden Scheibengehäusen 30 in einer solchen Weise zu halten, daß die Scheibengehäuse 30 in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse X zur Variierung der Exzentrizität der Ringscheiben 32 bewegt werden. Der Steuernockenhalter weist eine Vielzahl von, beim Ausführungsbeispiel vier, Steuernockenkappen 100 auf den oberen Flachwänden 88 der entsprechenden Scheibengehäuse 30 auf. Nach Fig. 1 ist jede der Steuernockenkappen 100 mit einer halbzylindrischen Ausnehmung 102 ausgebildet, die teilweise den entsprechenden Steuernocken 80 aufnimmt und fest an dem zugeordneten Scheibengehäuse 30 durch zwei Bolzen 104 und 106 gesichert ist.

Die Steuerwelle 78 ist durch ein Betätigungselement 110 drehbar, welches fest am Zylinderkopf 10 angeordnet ist. Das Betätigungselement 110 kann ein elektrischer Motor, wie ein Schrittmotor, oder ein hydraulischer Motor vom Flügeltyp sein, wie im folgenden in Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben wird.

Gemäß Fig. 8 ist die Steuerwelle 78 antriebsmäßig mit einer Turbine 112 gekoppelt, die in einer zylindrischen Bohrung 114 eines Gehäuses 116 angeordnet ist. Die Turbine 112 weist eine Nabe 118 auf, die drehbar durch zwei Teilungen 120 und 122 gelagert ist, welche einwärts aufeinander zuweisen und um einen Winkel von 180° zueinander winkelbeabstandet sind. Die Turbine 112 weist zwei Flügel 124 und 126 auf, die radial von der Nabe 118 in die zylindrische Bohrung 114 vorstehen. Der Flügel 124 wirkt mit der Teilung 120 zur Festlegung einer ersten Kammer 128 auf einer Seite zusammen, während er mit der Teilung 122 zur Festlegung einer zweiten Kammer 130 auf der gegenüberliegenden Seite zusammenwirkt. Der andere Flügel 126 wirkt andererseits mit der Teilung 122 zur Festlegung einer dritten Kammer 132 auf einer Seite und mit der Teilung 120 zur Festlegung einer vierten Kammer 134 zusammen. Die Nabe 118 hat eine erste Radialdurchführung 136, die mit einem Ende mit der ersten Kammer 128 und mit ihrem gegenüberliegenden Ende mit der dritten Kammer 132 in Verbindung steht. Eine zweite Radialdurchführung 138 durch Nabe 118 ist mit einem Ende mit der zweiten Kammer 130 mit dem gegenüberliegenden Ende mit der vierten Kammer 134 in Verbindung. Das Betätigungselementgehäuse 116 hat einen ersten Ölversorgungs-/-Auslaufanschluß 140, der immer mit der ersten Kammer 128 in Verbindung steht und einen zweiten Ölversorgungs-/-Auslaufanschluß 142, der immer mit der vierten Kammer 134 in Verbindung steht. Ein Zweipositionsventil 144 ist flüssigkeitsmäßig zwischen dem Betätigungselement 110, einem Druckregulierventil 146 und einem Auslauf 148 angeordnet. Das Druckregulierventil 146 wird mit von einer Ölpumpe 150 abgegebenen Öl versorgt und bewirkt eine Druckregulierung, um Öl unter reguliertem Druck zu erzeugen. Dieses unter reguliertem Druck stehende Öl wird dem Zweistellungsventil 144 durch eine Versorgungsleitung 152 zugeführt. Eine Auslaufleitung 154 erstreckt sich von dem Zweistellungsventil 144 zum Auslauf 148. Das Zweistellungsventil 144 ist von einem elektromagnetisch betätigbaren Typ mit einem Elektromagneten 156, dessen Betätigung durch Steuerung einer Steuereinheit 158 erfolgt. Das Zweistellungsventil 144 weist eine durch eine -Feder bestimmte erste Position 160 auf, die durch eine Rückstellfeder 162 hervorgerufen ist, wenn der Elektromagnet 156 nicht im Einsatz ist. Durch Energiezufuhr zum Elektromagneten 156 ergibt sich eine Verschiebung zu einer zweiten Position 164 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 162. In der zweiten Stellung 164 wird unter Druck stehendes Öl dem Anschluß 140 über eine Leitung 166 zugeführt, während Öl vom Anschluß 152 über eine Leitung 168 abgegeben wird, da die Versorgungsleitung 152 in Verbindung mit der Leitung 166 und die Auslaufleitung 154 in Verbindung mit der Leitung stehen kann. Unter dieser Bedingung wird aufgrund des Druckaufbaus in der ersten und dritten Kammer 128, 132 die Turbine 112 in Gegenuhrzeigerrichtung in eine erste Winkelstellung in Fig. 8 gedreht. In der durch die Feder bestimmten ersten Position 160 sind die Versorgungsleitung 152 und die Auslaufleitung 154 entsprechend mit den Leitungen 168 und 166 verbunden, so daß unter Druck stehendes Öl im Anschluß 142 zuführbar ist und Öl vom Anschluß 140 abgelassen wird. Da sich ein Anwachsen des Drucks innerhalb der vierten und zweiten Kammern 134 und 130 ergibt, wird die Turbine 112 nach Fig. 8 in Uhrzeigerrichtung in eine zweite Winkelstellung gedreht. Die Steuereinheit 158 empfängt Signale, die der Motorgeschwindigkeit und der Flußrate der Einsaugluft entsprechen, um zu bestimmen, ob der Elektromagnet 156 mit Energie versorgt werden soll oder nicht.

Ein Drehen der Antriebswelle 24 um die Wellenachse X dreht die Antriebsbauteile 28 mit den Antriebsflanschen 40. Die Radialschlitze 44 der Antriebsflansche 40 sind in Anlage mit den ersten Stiften 46, die von den zugehörigen Ringscheiben 32 vorstehen, und drehen die Scheiben 32. Durch die zweiten Stifte 48 und die zugehörigen Radialschlitze 50 der Antriebsflansche 52 drehen die Scheiben 32 die zugehörigen Hohlnocken 18, die die assoziierten Ventilheber 12 und 14 steuern. Fällt die Achse Y der Scheiben 32 mit der Wellenachse X der Antriebswelle 24 zusammen, ergibt sich kein Unterschied in der Winkelgeschwindigkeit zwischen Antriebswelle 24 und den Hohlnocken 18. Die zweiten Stifte 48 der Scheiben 32 veranlassen demzufolge die zugehörigen Hohlnocken 18 sich mit gleicher Winkelgeschwindigkeit die Antriebswelle 24 zu drehen.

Im folgenden wird angenommen, daß jede der Scheiben 32 entsprechend zur Fig. 3 nach unten bewegt ist, wodurch eine Exzentrizität zwischen der Scheibe 32 und der Antriebswelle 24 erzeugt wird. Dreht die Antriebswelle 24 mit konstanter Geschwindigkeit, wird die Winkelgeschwindigkeit der Scheibe 32 nicht länger gleich der der Antriebswelle 24 sein. Statt dessen wird die in Fig. 3 dargestellte Winkelposition größer als die der Antriebswelle 24 sein. Mit anderen Worten, die Scheibe 32 ist am Ende ihrer Beschleunigungsphase, welche ihre Winkelgeschwindigkeit auf einen Wert größer als die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle 24 erhöht hat.

Wird der Mechanismus um 180° gedreht, tritt die entgegengesetzte Situation auf, das heißt, die Winkelgeschwindigkeit der Scheibe 32 wird geringer als die der Antriebswelle 24 sein. Mit anderen Worten, die Scheibe 32 ist am Ende ihrer Verzögerungsphase, welche deren Winkelgeschwindigkeit aufeinen Wert geringer als die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle 24 reduziert hat.

Es ist offensichtlich nach dem Vorangehenden, daß es einen Moment zwischen den beiden beschriebenen Situationen geben wird, indem die Winkelgeschwindigkeit der Scheibe 32 gleich der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle 24 ist. Dieser Moment tritt immer dann auf, wenn die Radialebene, die die Achse Y der Scheibe 32 und die ersten und zweiten Stifte 46 und 48 enthält, ungefähr senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 3 ist.

Wenn nun nach Fig. 3 das Scheibengehäuse 30 um eine Achse parallel zur Wellenachse X der Antriebswelle 24 geneigt ist, wird der Phasenwinkel oder der Winkel der Exzentrizität verändert werden.

Demzufolge können gemäß dieses Mechanismus die Hohlnocken 18 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt werden, wobei die Bewegung der Antriebswelle 24 mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt. Diese Geschwindigkeitsvariation kann sowohl in der Amplitude als auch der Phase reguliert werden, indem die Größe und Winkelrichtung der Exzentrizität justiert wird.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist auf dem Zylinderkopf 10 eine Hohlnockenwelle 180 montiert, die parallel zur Antriebswelle 24 liegt. Die Nockenwelle 180 weist eine Vielzahl von vier bei diesem Ausführungsbeispiel, Paaren von Nockennasen 182 und 184 auf, die die Ventilheber der Zylinderventile der zweiten Gruppe steuern, wobei nur ein Zylinderventil und dessen Ventilheber durch Bezugszeichen 186 und 188 in Fig. 1 dargestellt sind. Zusätzlich zu einem Endzapfen weist die Nockenwelle 180 vier weitere Zapfen auf, von denen jeder zwischen zwei Nockennasen 182 und 184 eines jeden Paares angeordnet ist. Eine Vielzahl von, fünf bei diesem Ausführungsbeispiel, Nockenträgern 190 stützen drehbar die entsprechenden Zapfen der Nockenwelle 180 ab. Wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, wird jeder der Zapfen der Nockenwelle 180 durch eine halbzylindrische Lageausnehmung 192, mit welcher die Strukturen zwischen den Führungsöffnungen des Zylinderkopfes 10 für die Ventilheber gebildet sind und durch die passende halbzylindrische Ausnehmung 194 abgestützt, mit welcher der zugehörige Nockenträger 190 ausgebildet ist.

Die Nockenwelle 180 ist um Achse E durch ein Rad 196, siehe Fig. 2, drehbar.

Nach Fig. 1 sind gemäß dieses Ausführungsbeispiels alle Scheibengehäuse 30 um eine vorbestimmte Achse F geneigt und bezüglich dieser radial bewegt, welche parallel zur Wellenachse X der Antriebswelle 24 ist. Genauer gesagt ist diese vorbestimmte Achse F weiter beabstandet zur Wellenachse X als jeder der ersten Stifte 46.

Die vorbestimmte Achse E fällt mit der Mitte der Achse 198 in Form einer Stange zusammen. Die Stange 198 weist bei ihrer gesamten Länge einen kreisförmigen Querschnitt auf, bis auf die Bereiche, in denen eine Vielzahl von-fünf bei diesem Ausführungsbeispiel-Verbindungen 200 gebildet sind. Eine Vielzahl-vier bei diesem Ausführungsbeispiel-exzentrischen Flanschen 202, sind drehbar mit der Stange 198 gekoppelt, um die vorbestimmte Achse F neigbar zu sein. Nach Fig. 2 sind die exzentrischen Flansche 202 und die Verbindungen 200 so angeordnet, daß jeder der exzentrischen Flansche 202 zwischen zwei benachbarten Verbindungen 200 angeordnet ist. Nach Fig. 1 ist jeder der exzentrischen Flansche 202 in seiner angemessenen Stellung durch einen Sprengring 202 gehalten, der mit der Stange 198 gekoppelt ist. An den Verbindungen 200 liegt die Stange 198 auf den Nockenträgern 190 auf.

Wie sich am eindeutigsten nach Fig. 6 und 7 ergibt, ist jede der Verbindungen 200 durch eine obere und eine untere flache Wand 206 und 208 gebildet, die voneinander beabstandet und durch zwei zylindrische Wände 210 und 212 miteinander verbunden sind. Mit einem relativ- längeren Bolzen 214 ist jede Verbindung 200 mit dem zugeordneten Nockenträger 190 gesichert, der wiederum durch diesen Bolzen 214 und einen relativ kürzeren Bolzen 216 am Zylinderkopf 10 gesichert ist.

Gemäß Fig. 1 und 2 sind eine Vielzahl von vier bei diesem Ausführungsbeispiel-Armbereichen 218 einteilig entsprechend mit der Vielzahl von Scheibengehäusen 30 gebildet. Die Armbereiche 218 sind betriebsmäßig mit den entsprechenden exzentrischen Flanschen 202 gekoppelt, um ein Neigen der Scheibengehäuse 30 um Achse F und einer Radialbewegung bezüglich der vorbestimmten Achse F zu ermöglichen. Jeder der Armbereiche 218 ist mit einer Öffnung 220 ausgebildet, in der ein benachbarter der exzentrischen Flansche 202 drehbar aufgenommen ist.

Bei der Montage wird eine Untermontagegruppe mit der Antriebswelle 24, den Antriebsbauteilen 28, den Scheibengehäusen 30 und den Hohlnocken 18, den exzentrischen Flanschen 202 und der Stange 198 auf dem Zylinderkopf 10 mit den Verbindungen 200 entsprechend auf den Trägern 190 plaziert. Dann werden die Träger 70 und 72 auf dem Zylinderkopf 10 plaziert, um die Montageuntergruppe auf dem Zylinderkopf 10 zu halten. Die Steuerwelle 78 wird mit ihren Zapfen 82, die in die halbzylindrischen oberen Ausnehmungen 84 der Träger 70, 72 und ihren exzentrischen Steuernocken 80, die entsprechend in die halbzylindrischen Ausnehmungen 86 der entsprechenden Scheibengehäuse 30 eingebaut sind, montiert. Die Lagerkappen 90, 92 werden auf die Träger 70, 72 entsprechend plaziert und die Steuernockenkappen 100 werden entsprechend auf den Scheibengehäusen 30 plaziert. Die Bolzen 214, 96, 98, 104 und 106 werden angezogen, um die Stange 198 an den Trägern 190 fest zu sichern, die Lagerkappen 90, 92 an den Trägern 70, 72 entsprechend zu sichern, und die Steuernockenkappen entsprechend an den Scheibengehäusen 30 fest zu sichern.

Nach Fig. 2 können die zur ersten Gruppe gehörenden Zylinderventile Ansaug- oder Abgasventile und die Zylinderventile der zweiten Gruppe Abgasventile sein, wenn die Zylinderventile der ersten Gruppe dann Ansaugventile sind, oder sie können Ansaugventile sein, wenn die Zylinderventile der ersten Gruppe Abgasventile sind.

Claims (17)

1. Eine Einbaueinheit für einen Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf (10); einer Vielzahl von Hohlnocken (18); einer sich durch die Vielzahl von Hohlnocken (18) erstreckenden Antriebswelle (24), welche um eine Wellenachse (X) drehbar ist; einer Vielzahl von Antriebsbauteilen (28), die mit der Antriebswelle (24) drehbar sind; einer Vielzahl von Halterungen (30); einer Vielzahl von Zwischenbauteilen (32), welche in der Vielzahl von Halterungen (30) entsprechend zur Drehung um eine Achse (Y) zur exzentrischen Drehung bezüglich der Wellenachse (X) gelagert sind, wobei jedes der Vielzahl von Antriebsbauteilen (28) durch eine erste Kopplung (40, 46) mit einem benachbarten Bauteil aus der Vielzahl der Zwischenbauteile (32) in einer ersten Stellung beabstandet von der Wellenachse (X) verbunden ist und wobei die Vielzahl von Hohlnocken (18) mittels einer zweiten Kopplung (48, 52) mit einem benachbarten der Vielzahl von Zwischenbauteilen (32) in einer zweiten Stellung winkelbeabstandet zur ersten Stellung bezüglich der Wellenachse X verbunden sind, wobei erste und zweite Kopplung (40, 46; 48, 52) eine bewegbare Verbindung mit einem benachbarten der Vielzahl von Zwischenbauteilen (32) zum Ermöglichen einer Entfernungsvariation von der Achse (Y) des Zwischenbauteils (32) während des Betriebs aufweist; mit einer Vielzahl von Trägern (70), welche fest am Zylinderkopf (10) zur drehbaren Lagerung der Vielzahl von Hohlnocken (18) auf dem Zylinderkopf gesichert sind; mit einem um eine Achse (Z) drehbaren Steuerbauteil (68), welches eine Vielzahl von Steuernocken (80) aufweist, die beabstandet zueinander entlang der Achse (Z) des Steuerbauteils angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Trägern (70) mit einer Ausnehmung (74) zur Lagerung des Steuerbauteils ausgebildet sind; mit einem Steuerbauteilhalter (90, 92) auf der Vielzahl der Träger (70) zum drehbaren Halten des Steuerbauteils auf der Vielzahl von Trägern, wobei jede der Vielzahl von Halterungen (30) mit einer Ausnehmung ausgebildet ist, die einen benachbarten der Vielzahl von Steuernocken lagert, und mit einem Steuernockenhalter (100) auf der Vielzahl von Halterungen zum Halten der Steuernocken (80) in betriebsbereitem Zusammenwirken mit der Vielzahl von Halterungen (30) in solcher Weise, daß die Vielzahl von Halterungen in einer Ebene senkrecht zur Wellenachse zum Variieren der Exzentrizität der Zwischenbauteile bewegbar sind.

2. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbauteilhalter (90, 92) eine Vielzahl von Lagerkappen aufweist, welche entsprechend fest an der Vielzahl von Trägern gesichert sind.

3. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuernockenhalter (100) eine Vielzahl von Steuernockenkappen aufweist, welche entsprechend fest an der Vielzahl von Halterungen (30) gesichert sind.

4. Montageeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuernockenhalter (100) eine Vielzahl von Steuernockenkappen aufweist, welche entsprechend fest an der Vielzahl von Halterungen gesichert sind.

5. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerbauteil (78) die Form einer Steuerwelle aufweist.

6. Montageeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungselement (110) fest am Zylinderkopf (10) montiert und mit der Steuerwelle (78) gekoppelt ist.

7. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Steuernocken (80) ein exzentrischer Nocken ist, der um die Achse (Z) des Steuerbauteils (78) neigbar ist, wenn das Steuerbauteil um dessen Achse gedreht ist, um die zugeordnete Halterung um eine Achse zu neigen und bezüglich dieser Achse radial zu bewegen, welche parallel zu der Wellenachse der Antriebswelle ist.

8. Montageeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse, um die die Halterung (30) geneigt und zu welcher diese radial bewegbar sind, weiter beabstandet zu der Wellenachse der Antriebswelle als die ersten Stifte (40) ist.

9. Montageeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Steuernocken (80) ein exzentrischer Nocken ist, wobei dieser um die Achse des Steuerbauteils (78) neigbar ist, wenn das Steuerbauteil um diese Achse gedreht ist.

10. Montageeinheit nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Neigen der Vielzahl von Halterungen (30) um eine vorbestimmte Achse (F) und zur radialen Bewegung dieser relativ zu dieser Achse, welche parallel zur und weiter beabstandeten von der Wellenachse (X) der Antriebswelle ist als die ersten Stifte (46).

11. Montageeinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Neigen der Halterungen (30) eine fest am Zylinderkopf montierte Achse (198) ist; eine Vielzahl von exzentrischen Flanschen (202) drehbar mit der Achse gekoppelt sind, daß sie um die vorbestimmte Achse neigbar sind, und eine Vielzahl von Armabschnitten (218) einteilig mit der entsprechenden Vielzahl von Halterungen (30) ausgebildet sind, wobei jeder der Vielzahl von Armbereichen mit einer Öffnung (220) ausgebildet ist, in der drehbar ein benachbarter, der Vielzahl von exzentrischen Flanschen (202) aufgenommen ist.

12. Montageeinheit nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine parallel zur Antriebswelle liegende Nockenwelle, welche um eine Nockenwellenachse drehbar ist; eine Vielzahl von zweiten Trägern (190), welche fest am Zylinderkopf zum drehbaren Halten der Nockenwelle um ihre Nockenwellenachse gesichert sind; eine fest mit der Vielzahl von zweiten Trägern gesicherten Achse; eine Vielzahl von exzentrischen Flanschen (202), welche drehbar mit der Achse so gekoppelt sind, daß sie um eine vorbestimmte Achse parallel zur Wellenachse der Antriebswelle neigbar sind, wobei die Vielzahl von Halterungen (30) eine entsprechende Vielzahl von Armbereichen (218) aufweist, welche operativ mit der Vielzahl von exzentrischen Flanschen (202) entsprechend gekoppelt sind, um ein Neigen der Vielzahl von Halterungen (30) um und eine radiale Bewegung bezüglich der vorbestimmten Achse zu ermöglichen.

13. Montageeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Vielzahl von Armbereichen (218) mit einer Öffnung (220) zur drehbaren Aufnahme eines zugeordneten der Vielzahl von exzentrischen Flanschen (202) ausgebildet ist.

14. Montageeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vielzahl der ersten Kopplungen einen Antriebsflansch (14) mit einem ersten Radialschlitz (44), der drehbar mit einem benachbarten der Vielzahl von Antriebsbauteilen (48) um die Wellenachse ist, und einen ersten Stift (46) aufweist, der mit einem Ende drehbar durch ein benachbartes der Vielzahl von Zwischenbauteilen (32) gelagert und mit seinem anderen Ende in gleitendem Eingriff mit dem ersten Radialschlitz (44) des Antriebsflansches steht, und wobei jede der Vielzahl von zweiten Kopplungen einen angetriebenen Flansch mit einem zweiten Radialschlitz, der drehbar mit einem benachbarten der Vielzahl von Hohlnocken ist, und einen zweiten Stift (48) aufweist, welcher mit einem Ende drehbar durch ein benachbartes der Vielzahl von Zwischenbauteilen gelagert und mit seinem anderen Ende in gleitendem Eingriff mit dem zweiten Radialschlitz ist.

15. Montageeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse eine Vielzahl von Verbindungsstellen aufweist, an denen die Achse auf der Vielzahl von zweiten Trägern anliegt.

16. Montageeinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Verbindungspunkten mit der Vielzahl von zweiten Trägern durch eine Vielzahl von Bolzen gesichert ist, die in den Zylinderkopf einschraubbar sind.

17. Montageeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von exzentrischen Flanschen und die Vielzahl von Verbindungspunkten so angeordnet sind, daß jeder der Vielzahl von exzentrischen Flanschen zwischen zwei benachbarten der Vielzahl von Verbindungspunkten angeordnet ist.