DE19815112A1 - Anordnung zur variablen Ventilzeitsteuerung und Ventilbetätigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Betätigung des Zy­ linderventils einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere auf ein variables Zeit- und Öffnungssteuersystem, mit dem so­ wohl der Zeitablauf als auch das Anheben des Ventils variiert werden kann.

Eine variable Zeit- und Öffnungssteuerung für ein Ventil ist aus der JP-A 55-137305 bekannt. Diese Anordnung enthält eine Nockenwelle, eine Steuerstange mit axial beanstandeten exzen­ trischen Nocken und ein Drehgelenk. Das Drehgelenk trägt Ven­ tilbetätigungsnocken für eine Drehbewegung über den Ven­ tilstößeln von Zylinderventilen. Die Ventilbetätigungsnocken sind jeweils mit Federn versehen. Jede Feder belastet einen zugehörigen Hebelnocken in Richtung der Ruhestellung, in der das entsprechende Zylinderventil schließt. Die Ventilbetäti­ gungsnocken werden jeweils von Hebelarmen betätigt. Diese ex­ zentrischen Arme, die sich zusammen mit der Steuerstange dre­ hen, tragen jeweils die Hebelarme. Die Achse jeder exzentri­ schen Nocke dient als Drehpunkt für den Antrieb des zugehöri­ gen Hebelarmes. Die Nocken an der Nockenwelle betätigen je­ weils die Hebelarme. Ferner ist ein elektronisches Steuermo­ dul vorgesehen, und am Motor vorgesehene Sensoren senden In­ formationen über die Drehzahl und die Leistung des Motors, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Kühlmitteltemperatur an das elektronische Steuermodul. Bei einem bestimmten Schalt­ punkt sendet das elektronische Steuermodul ein Signal an ein Stellglied für die Steuerstange. Wenn das Stellglied die Steuerstange dreht, ändert sich die Exzentrizität jeder ex­ zentrischen Nocke gegenüber der Achse der Steuerwelle. Dies verändert die Stellung des Drehpunktes der Hebelarme gegen­ über der Stellung des Drehmittelpunktes der Ventilbetäti­ gungsnocken. Damit wird der Zeitablauf und das Öffnen jedes Zylinderventils variiert.

Bei dieser bekannten Anordnung ist die Nockenwelle nicht über den Zylinderventilen angebracht. Mit einer solchen Anordnung tritt die Schwierigkeit auf, daß für den Einbau der Nocken­ welle eine wesentliche Abänderung des üblichen Motors mit obenliegender Nockenwelle erforderlich ist. Weiterhin benöti­ gen die Verdrehanordnung und die Nockenwelle einen beträcht­ lichen Einbauraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine raumsparende Anordnung für eine variable Ventilzeitsteuerung und Ventilbe­ tätigung zu schaffen, die in einen Motor mit obenliegender Nockenwelle ohne wesentliche Änderungen mit Ausnahme des Zy­ linderkopfes eingebaut werden kann.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An­ spruchs 1; die weiteren Ansprüche haben vorteilhafte Ausge­ staltungen zum Gegenstand.

Erfindungsgemäß weist die Anordnung zur Ventilsteuerung und Ventilbetätigung für einen Motor mit mehreren Zylinderventi­ len folgende Elemente auf:

• - eine Nockenwelle mit einer Nockenwellenachse und einer dar­ an festgelegten Drehnocke zur gemeinsamen Drehung um die Nockenwellenachse,
• - einen Ventilbetätigungsnocken für ein Zylinderventil des Motors,
• - einen Hebelarm, und
• - eine Steuerstange mit einem integralen Teil, welches den Hebelarm drehbar um eine hierzu feststehende Achse hält,
• - wobei der Hebelarm einen ersten, mit der Drehnocke zusam­ menwirkenden Arm und einen zweiten, mit dem Ventilbetäti­ gungsnocken zusammenwirkenden Arm aufweist,
• - und die Nockenwelle den Ventilbetätigungsnocken drehbar um die Nockenwellenachse hält.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbei­ spiele in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Teildarstellung einer er­ sten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur variablen Ventilzeitsteuerung und Ventilbetäti­ gung,

Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung gemäß. Fig. 1 von oben,

Fig. 3 einen Schnitt in der Linie 3-3 von Fig. 1,

Fig. 4 und 5 der Fig. 3 entsprechende Ansichten mit einer Ru­ hestellung, in der ein Zylinderventil schließt, und einer angehobenen Stellung, in der das Ventil bei niedriger Motordrehzahl öffnet,

Fig. 6 und 7 den Fig. 4 bzw. 5 entsprechende Ansichten der Stellungen bei hoher Motordrehzahl,

Fig. 8 eine Kurve der Ventilbetätigung des Zylinderventils bei hoher Motordrehzahl und bei niedriger Motordreh­ zahl,

Fig. 9 und 10 den Fig. 1 bzw. 2 entsprechende Ansichten einer zweiten Ausführungsform.

In der Zeichnung werden zur Vereinfachung der Beschreibung durchgehend gleiche Bezugszeichen für gleiche oder einander entsprechende Teile verwendet.

In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet die Ziffer 11 den Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine mit obenliegender Nockenwel­ le. Der Motor hat für jeden Zylinder vier Zylinderventile, nämlich zwei Einlaßventile 12 und zwei (nicht dargestellte) Auslaßventile. Die Einlaßventile 12 werden von nicht darge­ stellten Ventilführungen des Zylinderkopfes 11 getragen.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Ventilzeitsteuerung und Ventilbetätigung weist zumindest ein Zylinderventil auf, das sich öffnet, wenn der Zylinder den Einlaßhub oder den Auslaß­ hub ausführt. Bei der nachfolgend näher beschriebenen Anord­ nung werden die Einlaßventile 12 als Beispiel für die Zylin­ derventile erläutert.

Am Zylinderkopf 11 angeordnete Nockenlager, von denen nur ei­ nes bei 14 dargestellt ist, halten eine Nockenwelle 13, die hohl ist (s. Fig. 3), und eine Steuerstange 16. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Nockenwelle 13 oberhalb und dicht bei Ventilstößeln 19 für die Einlaßventile 12 angeordnet. Das Nockenlager 14 weist einen Hauptarm 14a auf, der die Nocken­ welle 13 an dem Zylinderkopf 11 hält. Ein Unterarm 14b hält die Steuerstange 16 an dem Hauptarm 14a in Abstand von der Nockenwelle 13. Ein Paar von Befestigungsteilen in Form von Schraubbolzen 14c (Fig. 3) sichert die Arme 14a und 14b an dem Zylinderkopf 11. Eine (nicht dargestellte) Kurbelwelle überträgt in üblicher Weise die Antriebskraft von dem Motor über Riemen und eine Steuerkette auf die Nockenwelle 13. Die Nockenwelle 13 erstreckt sich vom vorderen Ende des Zylinder­ kopfes bis zu dessen hinterem Ende.

Die Nockenwelle 13 weist axial beabstandete Drehnocken 15 auf, die an der Nockenwelle 13 festgelegt sind. Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, sind für jeden Zylinder zwei Drehnoc­ ken 15 für die zugehörigen beiden Einlaßventile 12 vorgese­ hen. Sie sind in gegenseitigem Abstand und außerhalb des Be­ wegungsbereiches der Ventilstößel 19 für die Einlaßventile 12 angeordnet. Jede Drehnocke 15 hat eine Außenumfangsfläche 15a, bestehend aus einem ersten Teil, der einen Basisteil­ kreis definiert, und einem zweiten Teil, der einen Nocken 15b definiert. In der hier beschriebenen Ausführungsform sind die beiden Drehnocken 15 für jeden Zylinder identisch ausgebildet und besitzen dasselbe Profil. Sie können jedoch auch unter­ schiedliche Nockenprofile aufweisen, sofern dies wünschens­ wert ist.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, liegen die Drehnocken 15 in axialem Abstand von dem Nockenlager 14 entfernt, um es vor­ stehenden Ventilbetätigungsnocken 20 zu ermöglichen, mit den Ventilstößeln 19 in Kontakt zu kommen. Fig. 1 läßt erkennen, daß die Ventilbetätigungsnocken 20 an der rechten und der linken Seite des Nockenlagers 14 nicht identisch, sondern spiegelbildlich in Bezug auf eine gedachte senkrechte Ebene durch das Nockenlager 14 ausgebildet sind. Im einzelnen haben die spiegelbildlichen Ventilbetätigungsnocken 20 Naben 22, die gegeneinander gerichtet sind und an den gegenüberliegen­ den Seitenflächen des Nockenlagers 14 anliegen. Dabei liegen die Ventilbetätigungsnocken 20 an den von dem Nockenlager 14 abseits befindlichen Seiten der Naben 22 jeweils angrenzenden Federrückhaltern 25 gegenüber. Hierbei haben die spiegelbild­ lich ausgebildeten Ventilbetätigungsnocken 20 übereinstimmend das in Fig. 3 gezeigte Profil, obwohl sie, falls gewünscht, auch unterschiedliche Profile besitzen können.

Die Nockenwelle 13 verläuft durch die Windungen der Feder­ rückhalter 25 und die Naben 22 der Ventilbetätigungsnocken 20. Die Federrückhalter 25 werden durch geeignete Mittel ge­ genüber dem Zylinderkopf 11 festgehalten. Eine Drehung der Nockenwelle 13 um die Nockenwellenachse bringt kein oder höchstens ein sehr geringes Drehmoment auf die Federrückhal­ ter 25 und die Ventilbetätigungsnocken 20. Die Ventilbetäti­ gungsnocken 20 können sich um die Nockenwellenachse drehen.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, hat der Ventilbetäti­ gungsnocken 20 eine Umfangs-Nockenfläche, die in Betätigungs­ kontakt mit dem Ventilstößel 19 ist. Die Umfangs-Nockenfläche besteht aus einem ersten Teil 24b, der einen Basisteilkreis um die Nockenwellenachse bildet, und aus einem zweiten Teil 24a, der die Kontur einer Nockenerhebung 24 definiert. Der erste Teil 24b geht allmählich in den zweiten Teil 24a über. Der Ventilbetätigungsnocken 20 hat einen vorstehenden radia­ len Hebel 23 mit einer der Steuerstange 16 gegenüberliegenden Abschrägung 23a.

Die Steuerstange 16 hat eine Steuerstangenachse P2 und inte­ grale Teile in Form von kreisförmigen oder exzentrischen Noc­ ken 17. Die exzentrischen Nocken 17 tragen drehbewegliche Re­ belarme 18 und sind mit axialen Abständen an der Steuerstange 16 befestigt, um sich mit dieser gemeinsam um die Steuerstan­ genachse P2 zu drehen. Jede exzentrische Nocke 17 hat eine exzentrische Nockenachse P1, die um einen Abstand α gegenüber der Steuerstangenachse P2 versetzt ist (s. Fig. 3). In den Hebelarmen 18 sind Buchsen 18a zur Aufnahme der exzentrischen Nocken 17. Die Buchsen 18a können sich gegenüber den zugehö­ rigen exzentrischen Nocken 17 um die Nockenachse P1 drehen.

Gemäß Fig. 1 und 2 sind die Hebelarme 18 rechts und links von dem Nockenlager 14 nicht identisch, sondern spiegelbildlich in Bezug auf die gedachte senkrechte Mittelebene des Nocken­ lagers 14 ausgebildet. Im einzelnen haben die spiegelbildlich ausgebildeten beiden Hebelarme 18 jeweils einen ersten Arm 18b und einen zweiten Arm 18c. Die ersten Arme 18b bilden das von dem Nockenlager 14 entfernte Ende der Buchsen 18a des linken und des rechten Hebelarms 18 und ragen von dort vor. Die zweiten Arme 18c ragen von dem dem Nockenlager 14 benach­ barten Ende der Buchsen 18a an dem linken und dem rechten He­ belarm 18 vor. Die spiegelbildlich ausgebildeten Hebelarme 18 haben in diesem Fall das in Fig. 3 gezeigte übereinstimmende Profil, können im Bedarfsfall aber auch unterschiedliche Pro­ file aufweisen. Auf der Steuerstange 16 sind Anschlagringe 21 mittels Befestigungsschrauben 21a festgelegt, um eine Bewe­ gung der Hebelarme 18 axial von dem Nockenlager 14 weg zu verhindern.

Die ersten Arme 18b verlaufen zu den Drehnocken 15 zum Zusam­ menwirken mit den Außenumfangsflächen 15a hin. Die zweiten Arme 18c verlaufen zu den Hebeln 23 der Ventilbetätigungsnoc­ ken 20 zum Zusammenwirken mit den Abschrägungen 23a hin. Fe­ dern 26 dienen dazu, den Kontakt der Abschrägungen 23a der Ventilbetätigungsnocken 20 mit den zweiten Armen 18c der He­ belarme 18 aufrechtzuerhalten, indem sie die Hebelarme 18 in Kontakt der ersten Arme 18b mit den Drehnocken 15 halten. Ei­ ne Drehung der Drehnocken 15 veranlaßt eine Drehung der He­ belarme 18 um die Achse P1 der exzentrischen Nocken. Bei ei­ ner Drehung der Hebelarme 18 gleiten die zweiten Arme 18c auf den Abschrägungen 23a und veranlassen die Ventilbetätigungs­ nocken 20 zu einer Drehung um die Nockenwellenachse. Diese Drehbewegungen der Ventilbetätigungsnocken 20 verursachen ei­ ne hin- und hergehende Bewegung der Ventilstößel 19.

Gemäß Fig. 1 ist jede Feder 26 als Schraubenfeder ausgebil­ det. Die Federn umgeben die Buchsen der Federrückhalter 25. Mit ihrem einen Ende ist jede Feder in dem zugehörigen Feder­ rückhalter 25 festgelegt, welcher fest an dem Zylinderkopf 11 gehalten ist. Mit dem gegenüberliegenden Ende ist sie an dem zugehörigen Ventilbetätigungsnocken 20 festgelegt, um den He­ bel 23 gegen den zweiten Arm 18c des zugehörigen Hebelarms 18 vorzuspannen.

In Fig. 8 stellt die ausgezogene Linie eine Ventilbetäti­ gungskurve dar, die bei einer in Fig. 3 gezeigten Winkelstel­ lung der Steuerstange 16 gegeben ist. Die voll ausgezogenen Linien in Fig. 6 zeigen dieselbe Stellung der Teile wie in Fig. 3. Die gestrichelte Linie in Fig. 8 ist eine Ventilbetä­ tigungskurve für den Fall, daß die Steuerstange 16 in einer anderen Winkelstellung als der in Fig. 4 gezeigten gehalten wird.

Ein Stellglied in Form eines nicht dargestellten elektroma­ gnetischen Antriebs ist mit der Steuerstange 16 gekuppelt. Ferner ist ein nicht dargestelltes elektronisches Steuermodul oder eine Steuerung vorgesehen. Dem Motor zugeordnete Senso­ ren übermitteln Informationen über die Motordrehzahl, die Mo­ torleistung, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Kühlmittel­ temperatur an das elektronische Steuermodul. Bei einem vorge­ gebenen Schaltpunkt sendet das elektronische Steuermodul ein Signal an das Stellglied der Steuerstange 16.

Bei der beschriebenen Ausführungsform dreht das Stellglied die Steuerstange 16 um 180° zwischen der in Fig. 6 gezeigten Stellung und der in Fig. 4 gezeigten Stellung. Beim Umschal­ ten aus der Stellung von Fig. 6 in die Stellung von Fig. 4 bewegt sich ein verdickter Teil 17a der exzentrischen Nocke 17 um die Steuerstangenachse P2, während die Steuerstange 16 sich um 180° dreht. Aufgrund dieser Verlagerung ändert sich die Exzentrizitätsrichtung der exzentrischen Nockenachse P1 gegenüber der Steuerstangenachse P2 um 180° und die Verlage­ rung der exzentrischen Nockenachse P1 erhöht sich auf 2α. Diese Verlagerung der exzentrischen Nockenachse P1 führt zu einer Verlagerung der Drehachse von jedem Hebelarm 18 um das­ selbe Maß. Hierdurch wird der Hebelarm 18 in Gegenuhrzeiger­ richtung (Fig. 4) um die verlagerte Rotationsachse P1 ge­ dreht, um die in Fig. 6 strichpunktiert dargestellte Lage einzunehmen. Der Ventilbetätigungsnocken 20 folgt der Verla­ gerung des Hebelarms 18 und verlagert sich in Gegenuhrzeiger­ richtung in die neue, in Fig. 6 strichpunktiert dargestellte Lage.

Bezugnehmend auf die Fig. 4 bis 7 und Fig. 8 zeigt Fig. 6 die Stellung der Teile, wenn die Nockenwelle 13 sich in eine er­ ste vorgegebene Winkelstellung bewegt, kurz bevor der Ven­ tilstößel 19 das Einlaßventil 12 zu öffnen beginnt. Fig. 7 zeigt die Stellung der Teile, wenn die Nockenwelle 13 sich in eine zweite vorgegebene Winkelstellung bewegt, in der der Ventilstößel 19 um das Höchstmaß L2 angehoben worden ist. Fig. 4 zeigt die Stellung der Teile, wenn sich die Nockenwel­ le 13 in die erste vorgegebene Winkelstellung weiterbewegt. Fig. 5 zeigt die Stellung der Teile, wenn die Nockenwelle 13 sich in die zweite vorgegebene Winkelstellung weiterbewegt, in der der Ventilstößel 19 um ein Höchstmaß L1 angehoben ist, das kleiner ist als L2.

Es sei angenommen, daß die exzentrische Nockenachse P1 die in Fig. 6 und 7 gezeigte Lage einnimmt. Der Ventilbetätigungs­ nocken 20 dreht sich dann im Uhrzeigersinn aus der Stellung der Fig. 6 in die Stellung der Fig. 7 aufgrund der Wirkung des Hebelarms 18, wenn die Nockenwelle 13 sich im Uhrzeiger­ sinn aus der Stellung der Fig. 6 in die Stellung der Fig. 7 dreht. Eine weitere Bewegung der Nockenwelle 13 über die Stellung der Fig. 7 hinaus ermöglicht es dem Ventilbetäti­ gungsnocken 20, sich im Uhrzeigersinn aus der Stellung der Fig. 7 in die Stellung der Fig. 6 zu drehen. Damit wird das Einlaßventil 12 geöffnet, wie durch die voll ausgezogene Ven­ tilbetätigungskurve in Fig. 8 dargestellt ist.

Es sei angenommen, daß die exzentrische Nockenachse P1 die in Fig. 4 und 5 gezeigte Lage einnimmt. Der Ventilbetätigungs­ nocken 20 dreht sich dann im Uhrzeigersinn aus der Stellung der Fig. 4 in die Stellung der Fig. 5 aufgrund der Wirkung des Hebelarms 18, wenn die Nockenwelle 13 sich im Uhrzeiger­ sinn aus der Stellung der Fig. 4 in die Stellung der Fig. 5 dreht. Eine weitere Bewegung der Nockenwelle 13 über die Stellung der Fig. 5 hinaus ermöglicht es dem Ventilbetätigungsnocken 20, sich im Gegenuhrzeigersinn aus der Stellung der Fig. 5 in die Stellung der Fig. 4 zu drehen. Eine Drehbe­ wegung des Ventilbetätigungsnockens 20 im Uhrzeigersinn aus der Stellung der Fig. 4 in die Stellung der Fig. 6 verursacht keine Bewegung des Ventilstößels 19. Dies führt zu einer ver­ zögerten Öffnungszeit des Einlaßventils 12. Eine Drehbewegung des Ventilbetätigungsnockens 20 im Gegenuhrzeigersinn aus der Stellung der Fig. 6 in die Stellung der Fig. 4 verursacht keine Bewegung des Ventilstößels 19. Dies führt zu einer be­ schleunigten Schließzeit des Einlaßventils 12. Der Ventilhub ist von L2 auf L1 reduziert worden, da der Ventilbetätigungs­ nocken 20 sich nicht in die Stellung der Fig. 7 dreht und die Kontur 24a der Nockenerhebung 24 nicht vollständig zum Verla­ gern des Ventilstößels 19 ausgenutzt wird. Damit wird die in Fig. 8 gestrichelt dargestellte Ventilbetätigungskurve mit verminderter Ventilöffnungszeit und vermindertem Ventilhub erhalten.

Die voll ausgezogene Ventilbetätigungskurve gemäß Fig. 8 eig­ net sich für einen Betriebszustand des Motors bei hoher Ge­ schwindigkeit mit hoher Leistung, während die gestrichelte Ventilbetätigungskurve sich für einen Betriebszustand des Mo­ tors bei niedriger Geschwindigkeit mit geringer Leistung eig­ net. Die strichpunktierte Linie in Fig. 8 ist eine Ventilbe­ tätigungskurve der Auslaßventile. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß sowohl die Ventilüberlappung als auch der Ventilhub beim Betrieb des Motors bei niedriger Geschwindigkeit mit geringer Leistung verringert sind, um einen stabilen Motorlauf bei sparsamem Kraftstoffverbrauch zu erlangen. Bei hoher Ge­ schwindigkeit mit großer Leistung wird ein ausreichend hoher volumetrischer Wirkungsgrad erzielt.

Aus der vorstehenden Beschreibung der ersten Ausführungsform ist ersichtlich, daß die Ventilbetätigungsnocken 20 und die Drehnocken 15 koaxial auf der Nockenwelle 13 angebracht sind.

Durch diese Anordnung wird jeglicher zusätzliche, die Nocken­ welle umgebende Raum vermieden oder zumindest minimiert.

Im übrigen sind die Hebelarme 18 passend in einem Raum dicht bei der Nockenwelle 13 untergebracht. Die Ventilbetätigungs­ nocken 20 und die Hebelarme 18 sind damit in einem kleinen Raum um die Nockenwelle 13 herum angeordnet. Dies führt zu einem einfachen Einbau des Systems in der Maschine. Die Noc­ kenwelle 13 kann dabei an der üblichen Stelle und auf die üb­ liche Weise in den Motor eingebaut werden. Damit wird die Montage wesentlich erleichtert.

Die koaxiale Anordnung der Ventilbetätigungsnocken 20 mit der Achse der Nockenwelle 13 verhindert eine unzureichende Aus­ richtung der Achse jedes Ventilbetätigungsnockens 20 mit der Nockenwellenachse. Damit wird eine hohe Genauigkeit der Ven­ tilzeitsteuerung sichergestellt. Im Vergleich mit dem ein­ gangs erläuterten Stand der Technik ist die hier vorgeschla­ gene Anbringung der Ventilbetätigungsnocken auf der Nocken­ welle von Vorteil, da der beim Stand der Technik erforderli­ che Drehpunkt nicht mehr benötigt wird.

Die Drehnocken 15 auf der Nockenwelle 13 sind an Stellen an­ geordnet, die außerhalb des Wirkungsbereiches der Ventilstö­ ßel 19 liegen. Diese Konstruktion ermöglicht den Einsatz ei­ nes Drehnockens mit einer Nockenerhöhung, die einen ausrei­ chend großen Hub ermöglicht und eine Breite besitzt, durch die der Kontaktdruck auf ein genügend niedriges Niveau ver­ ringert werden kann.

Die Schraubenfedern 26 halten die Ventilbetätigungsnocken 20, die Hebelarme 18 und die Drehnocken 15 in gegenseitigem Kon­ takt miteinander, so daß kein Klappern und kein Betriebsge­ räusch auftreten kann.

Die Schraubenfedern 26 sind eng um die Nockenwelle 13 herum angeordnet, wodurch kein zusätzlicher Platz für die die Ven­ tilbetätigungsnocken vorspannenden Federn erforderlich ist.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine zweite Ausführungsform, die mit der ersten Ausführungsform weitgehend übereinstimmt. Ein Un­ terschied besteht darin, daß an jedem Zylinder die Ventilbe­ tätigungsnocken 20 für die Zylinderventile in Form von Ein­ laßventilen 12 zusammengefaßt sind, um sich als Einheit um die Achse der Nockenwelle 13 zu drehen. Damit sind für jeden Zylinder nur eine Drehnocke 15, ein Hebelarm 18 und eine Schraubenfeder 26 erforderlich, um die beiden Ventilbetäti­ gungsnocken 20 zu betätigen.

Die beiden Ventilbetätigungsnocken 20 haben eine gemeinsame Nabe 22. Der in Fig. 9 und 10 auf der rechten Seite des Noc­ kenlagers 14 befindliche Ventilbetätigungsnocken 20 weist keinen Hebel 23 zum Zusammenwirken mit dem Hebelarm 18 auf.

Bei dieser Ausführungsform sind die Nockenerhebungen 24 der Ventilbetätigungsnocken 20 identisch. Im Bedarfsfall können jedoch auch zwei verschiedene Nockenerhebungen verwendet wer­ den. Bei der Verwendung von zwei unterschiedlichen Nockener­ hebungen mit unterschiedlichen Hubgrößen kann in dem Zylinder eine erwünschte Verwirbelung erzeugt werden.

Wenngleich bei der Beschreibung des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels die beiden Einlaßventile erläutert wur­ den, kann die Erfindung sich auch auf die beiden Auslaßventi­ le erstrecken. Die Erfindung kann auch sowohl an den Einlaß- als auch an den Auslaßventilen jedes Zylinders verwirklicht werden. Desgleichen ist die Erfindung für ein einzelnes Zy­ linderventil, das als Einlaß- oder Auslaßventil ausgebildet ist, für jeden Zylinder einsetzbar.

Zusammengefaßt besitzt eine Anordnung zur Ventilzeitsteuerung und Ventilbetätigung eine Nockenwelle 13 mit einer Drehnocke 15 und einem Ventilbetätigungsnocken 20 sowie eine Steuer­ stange 16 mit einem integralen Teil. Das integrale Teil hat die Form einer exzentrischen Nocke 17 und trägt einen Hebel­ arm 18. Die Drehnocke 15 ist an der Nockenwelle 13 festge­ legt. Der Ventilbetätigungsnocken 20 ist in Kontakt mit dem Ventilstößel 19 für ein Zylinderventil 12 eines Motors. Eine Schraubenfeder 26 umgibt die Nockenwelle 13 zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf den Ventilbetätigungsnocken 20. Der Hebelarm 18 hat einen mit der Drehnocke 15 zusammenwirkenden ersten Arm 18b und einen mit einem vorragenden Hebel 23 des Ventilbetätigungsnockens 20 zusammenwirkenden zweiten Arm 18c. Durch die Schraubenfeder 26 wird der Hebel 23 des Ven­ tilbetätigungsnockens 20 in Eingriff mit dem zweiten Arm 18c des Hebelarms 18 und der erste Arm 18b des Hebelarms 18 in Eingriff mit der Drehnocke 15 gehalten.

Zahlreiche weitere Abwandlungen sind im Rahmen der Erfindung möglich.

Claims (18)

1. Anordnung zur Ventilsteuerung und Ventilbetätigung für einen Motor mit mehreren Zylinderventilen (12), gekennzeich­ net durch:

• - eine Nockenwelle (13) mit einer Nockenwellenachse und einer daran festgelegten Drehnocke (15) zur gemeinsamen Drehung um die Nockenwellenachse,
• - einen Ventilbetätigungsnocken (20) für ein Zylinderventil (12) des Motors,
• - einen Hebelarm (18), und
• - eine Steuerstange (16) mit einem integralen Teil (17), wel­ ches den Hebelarm (18) drehbar um eine hierzu feststehende Achse hält,
• - wobei der Hebelarm (18) einen ersten, mit der Drehnocke (15) zusammenwirkenden Arm (18b) und einen zweiten, mit dem Ventilbetätigungsnocken (20) zusammenwirkenden Arm (18c) aufweist,
• - und wobei die Nockenwelle (13) den Ventilbetätigungsnocken (20) drehbar um die Nockenwellenachse hält.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehnocke (15) in axialem Abstand von dem Ventilbetäti­ gungsnocken (20) auf der Nockenwellenachse angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilbetätigungsnocken (20) und dem Zylin­ derventil (12) ein Ventilstößel (19) angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehnocke (15) außerhalb des Wirkungsbereiches des Ventilstö­ ßels (19) liegt.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehnocke (15) zwischen zwei nebenein­ anderliegenden Zylindern des Motors angeordnet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß um die Nockenwellenachse eine Feder (26) gelegt ist, die den Ventilbetätigungsnocken (20) in Kontakt mit dem zweiten Arm (18c) des Hebelarms (18) vorspannt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein zweiter Ventilbetätigungsnocken (20) für ein zweites Zylinderventil (12) des Motors vorgesehen ist und das erste und zweite Zylinderventil (12) gemeinsam einem Zylinder des Motors zugeordnet sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Ventilbetätigungsnocken (20) im Pro­ fil unterschiedliche Nockenerhöhungen aufweisen.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nockenwelle (13) eine zweite, gemeinsam damit drehbare Drehnocke (15) befestigt ist und daß die Nockenwelle (13) einen zweiten Hebelarm (18) aufweist, von dem ein erster Arm (18b) mit der zweiten Drehnocke (15) und eine zweiter Arm (18c) mit dem zweiten Ventilbetätigungsnocken (20) zusammen­ wirkt.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Drehnocke (15) unterschiedliche Noc­ kenprofile aufweisen.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite und der erste Ventilbetätigungs­ nocken (20) zu gemeinsamer Drehung vereinigt sind.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hebelarm (18) eine Buchse (18a) auf­ weist, die das integrale Teil (17a) der Steuerstange (16) aufnimmt, und daß die ersten und die zweiten Arme (18b, 18c) von der Buchse zu der jeweiligen Drehnocke (15) und dem Ven­ tilbetätigungsnocken (20) verlaufen.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das integrale Teil als exzentrische Nocke (17) mit exzentri­ scher Nockenachse ausgebildet ist, und daß der Hebelarm (18) um die exzentrische Nockenachse drehbar ist.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (16) eine Achse (P2) aufweist und daß die exzentrische Nockenachse exzentrisch zu der Steuerstangenach­ se liegt.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ventilbetätigungsnocken (20) einen vor­ stehenden Hebel (13) mit einer Abschrägung (23a) zum Eingriff mit dem zweiten Arm (18c) des Hebelarms (18) aufweist.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein feststehender Federrückhalter (25) mit einer Buchse zur Aufnahme der Nockenwelle (13) vorgesehen ist, und daß um die Buchse eine Schraubenfeder (26) gelegt ist, deren eines Ende an dem Federrückhalter (25) und das an­ dere Ende an dem Ventilbetätigungsnocken (20) festgelegt ist, um den vorstehenden Hebel (13) gegen den zweiten Arm (18c) des Hebelarms (18) vorzuspannen.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehnocke (15) eine Erhöhung besitzt und unter der Wir­ kung der Schraubenfeder (26) in Eingriff mit dem ersten Arm (18b) des Hebelarms (18) gehalten wird.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Drehung der Steuerstange (16) um ihre Achse eine Änderung in der Exzentrizitätsrichtung der Achse der exzentrischen Nocke (17) gegenüber der Achse der Steuer­ stange (16) bewirkt, und daß diese Änderung einen Wechsel in der Winkelstellung des Ventilbetätigungsnockens (20) gegen­ über dem Hebelarm (18) verursacht.