Bezeichnung der Erfindung Variabler Ventiltrieb zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen variablen Ventiltrieb zur Laststeuerung einer fremd- gezündeten Brennkraftmaschine, welcher Ventiltrieb zwischen Nocken einer Nockenwelle und zu Zylindern der Brennkraftmaschine gehörigen Einlaßventi- len angeordnet ist, mit unmittelbaren Ventilbetätigungsgliedern, Übertragungs- gliedern und Verstellmitteln zur Beeinflussung der Hubfunktion der Übertra- gungsglieder, welche Übertragungsglieder trieblich zwischen den Nocken und den Ventilbetätigungsgliedern eingebaut sind und erste von den Nocken be- aufschlagte sowie zweite auf die Ventilbetatigungsglieder einwirkende Angriffs- flächen haben.

Hintergrund der Erfindung Die Vorteile der drosselfreien Laststeuerung über variable bzw. vollvariable Ventiltriebe sind der Fachwelt hinreichend bekannt. Durch die Entdrosselung gelingt es, die ansonsten über weite Lastzustände der Brennkraftmaschine auftretenden Ansaugverluste auszuschalten.

Ein gattungsgemäßer Ventiltrieb geht aus der DE 195 09 604 A1 hervor. Je- doch kann sich der Fachmann aus dieser Druckschrift keine Anregungen dar- über entnehmen, wie er im Fall einer Verwendung von zwei gleichwirkenden Einlaßventilen je Zylinder diese unabhängig voneinander verstellt. Somit sind Nachteile in der Gemischaufbereitung zu erwarten, da beispielsweise bei klei- nen Lasten und Drehzahlen ein zu geringer Drall der Ladung zu verzeichnen

ist. Dieser geringe Drall kann bei dem eben beschriebenen Zustand der Brenn- kraftmaschine dazu führen, dass nach dem Schließen des Einlaßventils Kraft- stoff bei der Expansion der Zylinderladung auskondensiert. Andererseits wäre gerade bei hohen Drehzahlen und Lasten ein großer Gaswechselquerschnitt am Einlaß wünschenswert, der eine Tumble-Strömung erzeugt, die für hohe Leistungen vorteilhaft ist. Insgesamt gesehen ist demnach der gattungsgemäße Ventiltrieb nicht ausreichend variabel ausgelegt.

Aufgabe der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ventiltrieb der vorgenannten Art zu schaffen, der deutlich variabler arbeitet und gleichzeitig relativ einfach zu betä- tigen ist.

Zusammenfassung der Erfindung Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnen- den Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach besitzt jeder Zylinder zumindest zwei Einlaßventile, wobei zu jedem Einlaßventil zumindest ein eigenes Teil des Übertragungsgliedes mit der zweiten Angriffsfläche und ein eigenes Verstellmittel gehört, das relativ gegen- über dem weiteren Verstellmittel oder den weiteren Verstellmitteln der Einlaß- ventile je Zylinder verstellbar ist.

Durch diese Maßnahmen sind die eingangs beschriebenen Nachteile beseitigt.

Sämtliche Einlaßventile je Zylinder (vorteilhafterweise zwei) können unabhän- gig voneinander verstellt werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass bei Leerlauf ein Gaswechselventil komplett stillgelegt wird und das weitere nur einen geringen Hub ausführt. Somit ist der Drall der Ladung stufenlos beein- flußbar, was die beschreibungseinleitend zitierten Nachteile wirkungsvoll be- seitigt. Der gesamte Ventiltrieb kommt nunmehr hinsichtlich seiner Variabilität

dem einer elektromagnetischen Ventilsteuerung sehr nahe, bei welcher jedes Gaswechselventil separat geregelt werden kann.

Gemäß einer ersten Fortbildung der Erfindung sollen die Verstellmittel, welche beispielsweise als Drehfinger oder Exzenter hergestellt sind, auf teleskopartig ineinander gesteckten Wellen (Hohlwelle und weitere Welle) verlaufen. Dabei ist die Hohlwelle fest mit den Verstellmitteln einer ersten Reihe gleicher Einlaß- ventile aller Zylinder und die weitere Welle fest mit den Verstellmitteln einer weiteren Reihe daneben liegender gleicher Einlaßventile aller Zylinder verbun- den, wobei die Wellen mit den Verstellmitteln relativ zueinander verdrehbar sind. Somit kann auf eine separate Ansteuerung der unterschiedlichen Ver- stellmittel je Zylinder verzichtet werden.

Denkbar und ausdrücklich mit vom Schutzumfang dieser Erfindung einge- schlossen ist auch eine Lösung, bei welcher nicht die Einlaßventile je Zylinder unabhängig voneinander angesteuert werden, sondern bei der die Einlaßven- tile wenigstens zweier Zylinder unterschiedlich voneinander beaufschlagbar sind. Dies bedeutet, dass für einen Zylinder alle Verstellmittel mit der Hohlwelle und beispielsweise für einen daneben liegenden Zylinder alle Verstellmittel mit der innerhalb der Hohlwelle verlaufenden weiteren Welle über Mitnehmermittel verbunden sind. Somit ist über diese Gestaltung eine Zylinderabschaltung rea- lisierbar. Ein Zylinder könnte jeweils deaktiviert werden, während am weiteren Zylinder ein Ventilhub gefahren würde.

Als Verstellmittel können auch Exzenter vorgesehen sein, die dann bei einer Lösung gemäß der vorgenannten DE 195 09 604 A1 appliziert werden. Denk- bar ist es jedoch gleichfalls, Drehfinger zu applizieren, was in der Zeichnung näher erläutert ist.

Über segmentartige Schlitze in der Hohlwelle für die Mitnehmermittel der Ver- stellmittel der weiteren Reihe gleicher Einlaßventile ist gleichzeitig ein maxi- maler relativer Verdrehwinkel der Verstellmittel zueinander determiniert.

Ein einfache Befestigungsform für die Verstellmittel der Hohlwelle geht aus einem weiteren Unteranspruch hervor. Demnach sind diese über Preßsitz auf der Hohlwelle befestigt. Die weiteren Verstellmittel sind über ein beispielsweise als Stift ausgebildetes Mitnehmermittel mit der weiteren Welle befestigt. Hier ist ebenfalls an einen Preßsitz bzw. an eine Schraubverbindung oder Ähnliches gedacht.

Gemäß einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung sollen die Hohlwelle sowie die weitere Welle separat beaufschlagbar sein. Dabei ist es vorgesehen, stirnseitig der Wellen je einen elektrischen bzw. hydraulischen Aktuator zu applizieren. Denkbar ist es jedoch auch, lediglich an einer Stirnseite der Wel- len ineinander geschachtelte Aktuatoren vorzusehen.

Ein weiterer Unteranspruch bezieht sich auf eine bevorzugte Ausbildungsform der Erfindung. Demnach sollen die separaten Verstellmittel an einem klinken- artigen Ventiltrieb appliziert sein, dessen Übertragungsglied zweigeteilt herge- stellt ist. Dabei bestehen die Verstellmittel aus Drehfingern mit einem Rastge- birge, welches von einem als Klinke ausgebildeten Teil des Übertragungsglie- des bei Nockenhub abgetastet wird.

Schließlich ist es vorgeschlagen, als Ventilbetätigungsglied einen Schleppe- bel zu verwenden. Denkbar und vorgesehen ist aber auch eine Verwendung von Schwing-bzw. Kipphebeln oder ferner von Tassenstößeln.

Der Schutzbereich dieser Erfindung bezieht sich ausdrücklich nicht nur auf einen Ventiltrieb gemäß nachfolgend erläuterter Zeichnung, sondern auch auf Ventiltriebe mit einem Verstellmittel, wie es beispielsweise aus der gattungsbil- dend genannten DE 195 09 604 A1 hervorgeht.

Kurze Beschreibung der Zeichnung Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrie- ben. Es zeigen :

Figur 1 einen variablen Ventiltrieb in einer schematischen Ansicht ; Figur 2 ein als Drehfinger ausgebildetes Verstellmittel für den Ventiltrieb nach Figur 1 und Figur 3 einen Längsschnitt durch die Wellen zur Lagerung der Verstell- mittel.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Figur 1 offenbart einen variablen Ventiltrieb 1, wie er von seinem Grundprinzip und der Wirkungsweise her der Fachwelt bekannt ist. Der Ventiltrieb 1 dient zur Laststeuerung einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine und ist volivariabel ausgelegt. Gezeigt ist ein Nocken 2 einer Nockenwelle 3, der auf eine erste Angriffsfläche 4 (Rolle) eines zweigeteilten Übertragungsgliedes 5 einwirkt.

Das Übertragungsglied 5 ist auf der Seite des Nockens 2 als Hebel 5a herge- stellt. Der Hebel 5a ist in etwa mittig auf einer Hohlwelle 6 (siehe auch Figur 3) gelagert. Die Hohlwelle 6 schließt eine weitere Welle 7 relativ verdrehbar zu dieser ein. An einer Längsseite des Hebels 5a ist ein Verstellmittel 8 positio- niert. Dieses dient zur Hubbeeinflussung einer ersten Reihe von gleichen Ein- laßventilen 9 der Zylinder. Das Verstellmittel 8 ist auf der Hohlwelle 6 durch Preßpassung befestigt. Es hat ein der Klinke 5b zugewandtes Rastgebirge 9a.

An einem der ersten Angriffsfläche 4 des Hebels 5a gegenüberliegenden Ende 10 ist auf einem Schwenkzentrum 11 die Klinke 5b befestigt. Sie verläuft ver- drehbar gegenüber dem Schwenkzentrum 11 und hat eine als Rolle ausgebil- dete dritte Angriffsfläche 12, welche mit dem Rastgebirge 9a kommuniziert.

Des Weiteren besitzt die Klinke 5b eine der dritten Angriffsfläche 12 abge- wandte zweite Angriffsfläche 13, die auf eine Kontaktfläche 14 (Rolle) eines unmittelbaren Ventilbetätigungsgliedes 15 einwirkt. Das unmittelbare Ventile- tätigungsglied 15 ist hier als Schlepphebel hergestellt, welcher an einem Ende

auf einem Abstützelement 16 gelagert ist und am anderen Ende auf das Ein- laßventil 9 im Hubsinn einwirkt.

Bei einer durch Nockenhub erzwungenen Verschwenkbewegung des Hebels 5a mit Klinke 5b wird letzterer eine Bewegung in einem zwischen dem Rastge- birge 9a und der Kontaktfläche 14 liegenden Kanal aufgezwungen. Bei der in Figur 1 gezeigten Drehstellung des Verstellmittels 8 wird dabei am Einlaßventil 9 ein Maximalhub erzeugt. Der Klinke 5b ist somit eine Bewegung aufgezwun- gen, die sich zusammensetzt aus einer Verdrehung um das Schwenkzentrum 11 und einer translatorischen Bewegung im vorgenannten Kanal.

Bei beispielsweise gewünschtem Nullhub des Einlaßventils 9 wird das Ver- stellmittel 8 durch Verdrehung der Hohlwelle 6 über einen nicht naher be- schriebenen Aktuator, welcher stirnseitig der Hohlwelle 6 appliziert sein kann, soweit entgegen der Uhrzeigerrichtung verdreht, dass die dritte Angriffsfläche 12 der Klinke 5b lediglich einen vorgelagerten Grundkreisabschnitt des Rastgebirges 9a durchfährt. Somit vollzieht die Klinke 5b keine Verschwenk- bewegung in Öffnungsrichtung des Einlaßventils 9. Letzteres bleibt geschlos- sen.

Figuren 2,3 : Der Ventiltrieb soll jedoch so ausgelegt sein, dass je Zylinder zumindest zwei Einlaßventile vorgesehen sind. Dabei soll jedes Einlaßventil 9 ein eigenes Übertragungsglied 5 zumindest im Bereich der Klinke 5b haben. Jeder Klinke 5b ist dann ein eigenes Verstellmittel 8,8a zugewiesen, so dass die beiden Einlaßventile 9 je Zylinder unabhängig voneinander verstellt werden können (siehe auch Vorteilsangaben zu den Ansprüchen).

Hierzu hat die Hohlwelle 6 wie vorgenannt innerhalb ihrer Bohrung 17 eine relativ zu dieser verdrehbare weitere Welle 7. Die Hohlwelle 6 und die weitere Welle 7 sind durch voneinander unabhängige Aktuatoren beaufschlagbar.

Denkbar ist es, dass ein Aktuator an einer Stirnseite der Wellen 6,7 und ein weiterer Aktuator an der anderen Stirnseite der Wellen 7,6 angeordnet ist.

Denkbar sind hier beispielsweise hydraulische oder elektrische bzw. elektrohy- draulische und ähnliche Maßnahmen.

Wie aus Figur 3 hervorgeht, sind auf der Hohlwelle 6 alle Verstellmittel 8 einer ersten Reihe von Einlaßventilen 9 der Zylinder aufgepreßt. Die Verstellmittel 8a einer weiteren Reihe von Einlaßventilen 9 gleicher Art aller Zylinder sind dabei fest mit der weiteren Welle 7 verbunden. Hierfür ist die weitere Welle 7 im Bereich der Verstellmittel 8a mit einem segmentartigen Schlitz 18 versehen.

Durch diesen Schlitz 18 ragt ein hier als Stift ausgebildetes Mitnehmermittel 19.

Dieses ist in einer Aufnahme 20 der weiteren Welle 7 jeweils ortsfest gelagert und ebenfalls fest in einer Aufnahme 21 des Verstellmittels 8a angeordnet.

Durch diese vorbeschriebenen Maßnahmen ist es möglich, die zwei Einiaßven- tile 9 je Zylinder unabhängig voneinander zu verstellen. Somit kann beispiels- weise bei kleinen Drehzahlen und Lasten ein Einlaßventil 9 komplett stillgelegt werden bzw. einen Minima ! hub ausführen. Das weitere Einlaßventil 9 bleibt dann weiterhin"normal"geöffnet, wodurch ein starker Drall im Zylinder erzeugt wird, der sich positiv auf die Gemischbildung auswirkt.

Selbstverständlich ist es denkbar, auch drei Einlaßventile je Zylinder unabhän- gig voneinander durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen zu beeinflussen.

Hierfür müsste dann die weitere Welle 7 noch eine zusätzliche Welle in sich aufnehmen und mit extra Mitnehmermitteln, welche dann die weitere Welle 7 sowie die Hohlwelle 6 durchragen, versehen sein.

Insgesamt gesehen liegt somit ein Ventiltrieb vor, der auf die Vorteile der be- kannten variablen mechanischen Systeme aufbaut und eine gesteigerte Varia- bilität besitzt, die an die Variabilität von elektromagnetischen Ventiltrieben weiter angenähert ist.

Bezugszahlenliste 1 Ventiltrieb 2 Nocken 3 Nockenwelle 4 erste Angriffsfläche 5 Übertragungsglied 5a Hebel 5b Klinke 6 Hohlwelle 7 weitere Welle 8 Verstellmittel (Drehfinger) 8a Verstellmittel (Drehfinger) 9 Einlaßventil 9a Rastgebirge 10 Ende 11 Schwenkzentrum 12 dritte Angriffsfläche 13 zweite Angriffsfläche 14 Kontaktflache 15 unmittelbares Ventilbetätigungsglied (Schlepphebel) 1 6 Abstützelement 17 Bohrung 18 Schlitz 19 Mitnehmermittel 20 Aufnahme 21 Aufnahme