本发明涉及一个摆动驱动装置，用于在主动构件和从动构件之间希望或需要增加一个摆动运动的各种场合。但是本发明的摆动驱动装置可以提供一个特殊的用途，即用于内燃机的改变阀开关时间的机构中。 按照本发明所提供的摆动驱动装置，包括：一个从动构件，它可绕着第一根轴转动;一个驱动元件，它可绕着平行于第一根轴的第二根轴转动，并且在离开第一根轴的一个位置上与从动构件形成驱动啮合并被约束在围绕着第一根轴的一个圆形轨道上绕着第二根轴旋转;一个驱动构件可携带其元件围绕着它的圆形轨道转动，借以带动从动构件转动;还有通过与第二根轴呈偏心状态的驱动元件所带动的装置，当驱动元件绕其轴转动时，在从动构件转动运动的基础上会迭加一个周期性的摆动运动。
众所周知，在内燃机中可以实现改变阀的开关时间是很有好处的，本发明所提供的装置不需要对现有的凸轮轴及其附属装置进行完全重新设计，就可以达到上述目的。在这方面，能够对凸轮轴的运动施加一个可充分调节的摆动运动的好处是相当大的。
为了使本发明便于理解，现通过以一个实施方案为例并以附图人秋参考进行描述，图中：
图1是本发明的第一个摆动凸轮轴装置一实施方案的轴向剖视图;
图2是图1部分组件的左视简图;
图3是本发明的第二个凸轮驱动装置的实施方案的轴向剖视图;
图4是图3所示凸轮轴驱动装置的一个驱动杠杆的示意图;
图5和图6是根据本发明的凸轮轴驱动装置的第三个实施方案的力将图解说明：
图7、8和9是描述凸轮摆动驱动装置第4个实施方案，该装置用于轮轴上紧密配合的两个相邻部分的示意图;
图10是描述本发明第5个实施方案的一个摆动凸轮驱动装置，该装置适用于分离式凸轮轴;
图1和2描述摆动驱动装置的第一个实施方案，该装置可以安装在一个主凸轮轴传动星形轮2和主凸轴12之间。这个“头部”（nose）装置可用于凸轮轴12相对于星形轮2的定时的改变同时还可以在凸轮轴的转动运动的基础上施加摆动脉冲，脉冲的顺序和定时与凸轮轴和星形轮的相对定时无关。
在图1和2所示的实施方案中，星形轮2固定在支座3上或作为支座3的一部分，该支座一方面可作为星形轮2的安装板，又可作为安装太阳齿轮13的同心套筒轴。组装件2，3，13安装在主轴1和延伸轴20上并支持在整个装置的外端壳体11内的同心轴承上。所有黑色实线部位均表示轴承装置和/或支承表面。
太阳齿轮13与两个行星齿轮13a和13b相啮合，该两个行星齿轮分别安装在两个自由转动的延伸中间轴6和15上。两个行星齿轮13a和13b与内齿轮5b相啮合以形成太阳齿轮与内齿轮的速比为2∶1。例如当太阳齿轮有20个齿，则内齿轮行齿数为50。
内齿轮5b固定在一个环形支座5上，或作为支座5的一部分，其外端即形成蜗轮5a。环形支座5安装在一个环形支持构件内并能自由转动，这样可以使其与凸轮轴的转动轴线同心。这些环形支座都安装在壳体11中，该壳体可以是任何适合要求的框架结构件可以是发动机上气缸头铸件的一部分，根据需要确定。
环形支座5是通过一个蜗杆17与蜗轮5a的啮合来消除在失去控制状态下的转动，蜗杆的导角约为10°，它表示一个自锁角度，即只允许蜗杆17带动蜗轮59旋转而不能以蜗轮带动蜗杆转动。通过蜗杆的驱动轴16与一个适当的驱动装置诸如电动机或其它发动机等的联接，环形支座的转动位置就可以准确地调整好，而且一次调整好以后就可以借助向蜗杆提供一个反向驱动就可以简单地锁紧在这一位置上。这样一种机构能够进行极其精确地调整，配置一个蜗轮的速比为200∶1蜗轮副是毫不困难的，因此，这对电动机的功率要求就很小了，而且调整的范围很宽（在360°内）但又很精细。
当环形支座5锁紧在某一定位置时，通过星形轮2的作用使太阳齿轮13进行运动，导致两个行星齿轮13a和13b绕着内齿轮5b向前走，连同安装在支座7上的中间轴6和15及支座7一起在同一转动方向以2∶1的减速向前转动。支座7是一个自由运转构件，它是安装支承在延伸轴20上。在中间轴6和15上设有顶板4和14用以保持行星齿轮承受太阳齿轮13的驱动。行星齿轮8和18分别在中间轴6和15上空转。
通过蜗杆17的驱动，按照蜗杆的转动方向，支座7相对于星形齿轮2的转动可以超前或者延迟。
行星驱动齿轮8和18分别固定在中间轴6和15上，或者作为中间轴的一部分，并与环形支座9相联接。该支撑座与环形支座5同样的方式安装的，其上有一个内齿轮9和一个外蜗轮9a。蜗轮9a与蜗杆19相啮合，并通过蜗杆驱动轴23进行控制，其控制方式与蜗轮5a相同。
假如齿轮5b和9b各有40个齿，如以上所推荐的，而太阳齿轮13有20个齿，则四个行星齿轮就各有10个齿。可是，这些数值的给出只是通过举例说明而已，还可以采用任何适宜的速比。假定行星驱动齿轮8和18各有10个齿，其对应的内齿轮9b有40个齿，则转动一圈的支座7连同固定在环形位置上的环形支座9将导致行星齿轮8和18转动四圈。当行星齿轮8和18分别固定在中间轴6和15上。而环形支座9被锁紧在某一位置时则这引动中间轴的转动圈数也是4倍于支座7的转动圈数。
中间轴6上安装有凸轮22，中间轴15上安装有凸轮21，如图2所示，之些凸轮与随动件10相接触，随运件10固定在凸轮轴12上，或者是凸轮轴12的一部份。必须牢记凸轮轴12已尼加负载，也就是有一个常在的转动阻力，是由其内部的阀及其弹簧作用在上面的，任何促使支座7沿顺时针方向的转动都将导致凸轮21和22向随动件10上施加作用力。这种接触将驱动凸轮轴与星形齿轮2在相同的方向上，并以2∶1的减速进行转动，导致行星齿轮系中齿轮13，13a，13b和5b以同样2∶1的减速率转动。还需牢记的是每当支座7转动一周则这些行星齿轮就要转4圈，因此，在凸轮21和22上的曲线上的任何表面波动则将在随动件10上再现出来。在本例中，凸轮22和21均有凸起，当支座7转动一周则产生4个脉冲。脉冲的延续时间决定于凸轮的轮廓形状。
通过选择环形支座5的转动位置，可以完全决定凸轮轴12和支座7相对于星形齿轮2是超前还是延迟;而且通过调整环形支座9的位置则脉冲能够相对于支座7的转动位置超前和/或延迟。作用于承受动件10上的脉冲对应于单一阀动作过程中可以如此进行超前和/或延迟，即将某一工作循环的任何部分进行重新定位或者在驱动阀工作过程的任何面积上都可以进行;也就是当不存在阀的驱动特性的轮廓型面啮合时，脉冲也可以在一个时间上产生出来。意思就是当各个阀的工作过程由有关的凸轮轴控制时，则摆动运动就可以完全取消了。
上面所描述的装置的基本的超前和延迟功能，与摆动特性无关，它能够用于完全控制进气阀和排气阀之间的搭接量，也就是把上述的装置加在进气阀凸轮轴和排气阀凸轮轴的任何一个上或两都加上。两个阀的工作过程的搭接量可以任意的增加或者减小，更具体地说就是一般认为在低速下具有负的搭接量对节省燃料具有很大作用，同时也不发生在较高的速度下运转时作出什么牺牲。搭接量达到在高速下所需要的程度也不需要兼顾在低速下需要负搭接量的要求，这样则可通过这一操作范围达到最佳点火时间。
图3和图4所示的装置为本发明的一个较简单的实施方案，该装置可提供摆动脉冲但不具备超前/延迟能力。在这种第二方案中，凸轮22和21用安装在径向槽5和19中的偏心轮4和14所代替，具体情况见图4中所画出的曲柄
组件13。
两个偏心轮4和14分别固定在中间轴6和9上，或作为其上的一部分，这些偏心轮安装支承在总星形轮10系的壳体内。中间轴6装有驱动行星齿轮2而中间轴9装有驱动行星齿轮16。星形轮10对两个中间轴组件6、2、3、4和9、16、15、14，起到支撑作用。小曲柄2和15固定在中间轴6和9上。或者是作为中间轴6和9的一部分。
齿轮2和16与一个固定的（不转动）内齿轮1以一个恰当的速比相啮合;例如，当凸轮轴每转一圈需要发出3个脉冲时，那未在星形轮2和16与内齿轮1之间的速比为3∶1，这样则每个星形轮要有20个齿而内齿轮要有60个齿。
在所示实例中，表示的是一个4∶1的啮合。
通过星形轮正反两个方向的转动，偏心轮4和14将被强迫转动，由于偏心轮沿着经向槽上、下运动，使齿轮轴12受到一个摆动驱动。这就会使凸轮轴产生一个慢下来和加快的速度（加速和减速）。摆动的次数决定于各个行星轮的转动次数。在固定设计中，复盖的度数范围是可以改变的，根据形状，斜率，和/或径向或半径向槽（它可以是任何所需要的轮廓形状）的一般特性。
假如内齿轮1是一个在转动方向可调整位置的，如图1所示，则脉冲的发生顺序可以再一次超前或延迟。
图3和图4所示的偏心轮联接情况，假如需要的话可以用于图1所示的装置中，以代替凸轮的联接。
因为驱动行星齿轮的转动方向在上述的各个实施方案中决定着延迟/超前或超前/延迟特性，假如需要则内齿轮可以用脉冲发生机构中的太阳齿轮所代替。这些构件可以重新固定或可调。
图5和6是描述图1所示的方案的改变。
可以看出，图2中的随动件10被图5中的随动件2所取代。但是，代替凸轮22的是唯一与随动件10相啮合的驱动装置（位于和它进行同样工作的21的旁边）随动件2与一个第二齿轮装置3相接触，该装置是凸轮8轮廓形的“负”形。这种正/负装置使星形轮可以沿着两个不同方向转动而不会与凸轮12脱离接触。而且，依靠两个凸轮8或3作为“驱动”凸轮，依照在装置中的超前或者延迟的特性就可以实现。
当然，这些“负”轮廓形齿轮可以用于取代如图2中所使用的“正”轮廓型。
圆随动件2是一个不转动的“实体”随动件，它与正轮廓形凸轮8和负轮廓形凸轮3均接触，二者分别由中间轴10和4驱动，这些中间轴又分别由行星齿轮9和5所驱动。但是这种推荐的装置中，齿轮9和5共同与一个内齿轮11相接触，这样，对内齿轮11的任何调整将自动地与有正的和负的元件一刘发生超前和/或延迟。
一个第二种随动件13可以包括在内。
假如需要滚动接触时，则图6所示的是一个具有与滚轮2a相接触的负轮廓形凸轮3和与滚轮2相接触的正轮廓形凸轮8的典型构件的俯视图，这些元件都在偏心轮上自由转动。
依靠凸轮的上述作用是纯粹的驱动（假如经受输入的一个反向则可采用另外一种）则可在“停止使用”的凸轮与随动件之间可能允许使用一个单一的滚轮，意思是通过与多余的齿轮刚刚失掉的接触，共同与滚轮相接触。
六缸直线排列的发云崖机对安装有可改变定时的轮廓装置的“头部”（nose）提出许多问题，其中气缸的位置形成一个围绕着凸轮轴的冲程过程的搭接量（进气或排气的），这样将导致适合于某一个气缸的脉冲是通过另外一个气缸的冲程过程所需要的搭接量或中断产生的。所以，将凸轮轴（进气的或排气的）分解为两个或更多的轴，然后把这些轴通过摆动脉冲发器装置联接起来，对于第二根轴（或更多的轴）或副轴，被分解的上述的轴，中间的发生吕厅作为（a）去消第一个脉冲和（b）发生适合于其它阀的第二（或第三）组脉冲。在这种情况下，直线式排列的六缸发动机可以采用这类装置取得限处而不需要对现有的机器进行大量的重新设计。
这里所述的装置加在现有的发动机上，可以采用过时的或已淘汰的元件。
当然在这类发生器已被推荐用于与进、排气阀组相连结的时候，则考虑在每一个阀上或两个阀的组件上采用一个发生器才有了现实意义，通过它可以对各个气缸相互间进行独立地控制。
用于产生摆动脉冲的凸轮的轮廓形可以是任意的型面，因此，可能“设计”每个脉冲的形状。
在图3中，偏心轮安置在曲柄装置中带槽的中间轴上。应当指出的是如果需要的话，该曲柄装置可以带有一个驱动行星中间轴和一个在星形轮或星形轮支座的槽中工作的偏心轮。
上述的各种装置都是简单的，价廉的而且可以与任何型别的发动机连结。这些装置表明对发动机制造者提供了一种简易的方法以解决消除燃气污染问题的一个主要部分而不损失能量，的确它们提供了相当可观地增加率输出的可能性，它还可以提供一个保持给定的功率输出而节约燃料的方法，还可以减少废气。
虽然蜗轮蜗杆副已表明它可以作为相对于两个不形构件的调整位置的基本元件，但任何可以产生转动和锁紧作用的合适的装置都是可以采用的，诸如螺纹丝杠构件或杠杆，以及可以通过电气和/或其它方法控制的机构，例如连杆机构或液动联接器。
为了提供一个对凸轮轴的平衡的驱动，许多方法都可以达到这一目的，一个第二种正/贡凸轮机构可以包括在内。此外，负凸轮这样安装是可能的，即在一个自由转动的中间轴支撑（未表出）内正相反的布局，以一个位置上为基准，在这种情况下对于正齿轮而言，一个第二种随动件销就需要了。而且最终随动件的结构形状是V字形。
图5和图6所示的改变情况，提供一个采用全反向的摆动凸轮技术是可能的;也就是连续接触，这样对输入驱动的任意小的反向都是许可的。
在图3中的星形轮10所示，它起到两种作用，起输入驱动元件和中间轴支持的作用。但是，这些功能可以分离开。另外，中间轴6和9可以被短轴所取代，使结构进一步简化。
对图3的实施方案作进一步改变，将两个端头平板取消（在两个中间轴6和9的端部所示的），用两个行星齿轮代替。这两个齿轮将与固定在星形轮10内表面并可自由转动的内齿轮相啮合。内齿轮也可以是性形轮10的一部分。中间轴的轴承也是自由转动的。这里所表示的行星轮将在中间轴上空（不是固定在轴上，如图所示）。内齿轮1可以进行调整。这一更改提供了极限转动和脉冲顺序的可能性，而且包括为了对本发明的描述范围。
图7和10是描述“中间轴”实施方案的两个实例，这些都是适用于发动机的，在其中考虑到把凸轮轴分解为两根或更多的副轴的必要性，例如在本发明中应用于直线排列的六缸发动机所推荐的装置。
从图7可以看出，实际上它是图1所示的装置的一个变更。但是，对于太阳齿轮13的进给现在是由短轴27提供的，代替原来的通过支座3的直接连结。短轴27同心的安装在自由转动的轴承内，在凸轮轴12a内，它作为整个凸轮轴的“一半”（或一部分）。其余截面在件号12上显示生来。
图8和9表示两组驱动凸轮22和21及22a和21a，连同两个曲柄随动件10和10a。
行星齿轮25和26用于驱动支座7，所以，太阳齿轮13和与其相对应的内齿轮5b之间的带比，决定看凸轮12的转动速度或凸轮12和12a相对于星形轮2或者如本实例中的短轴27的速比，这一点是很重要的。
实际上这种装置可以允许在短轴和内齿轮之间的减速比为2∶1或更多（例如4∶1），这就可以在假定星形轮固定在短轴27的输入端头时，能够使星形轮的尺寸减小而不会在到达凸轮轴与曲轴之间所希望的速比为2∶1时造成各种复杂情况;也就是说对在曲轴与凸轮轴之间增加一个速比（比如说1∶2）是可以接受的，所提供的太阳齿轮13与内齿轮5b之间的速比具有足够的调节范围以适应至最后的支座7的驱动还比确定在2∶1上。
这方面是极端重要的，因为它能使“头部星形轮”的尺寸减小，就可为很重要的发动机前端面的高度减低提供可能性。这一点对有关整个汽车的形状等具有相当程度的决定意义;所以这种极限尺寸是极端重要的。
现在在中间轴6上带有一个驱动齿轮8和两个齿轮22和22a，这些元件都固定在中间轴上或作为它的一部分。
图8和9仅仅是假定性的描述，各种另部件也都只是推荐的结构设计。但是，齿轮的布局足以表达在两个凸轮轴进给之间提供很宽的差值选择的可能性;它通过设置在轴6和15上的两组凸轮的接触通过一个90°差值的方法实现的;也就是凸轮22a和21a的“峰值”与凸轮22和21的“峰值”的对中位置相差90°。这是一个相当大的差值，但是，它将意味着这些项目可以在0°差值和最大到360°的差值之间任意选择。所以，产生于两个“半”凸轮轴的摆动脉冲可以根据所需要的任何相伴差数值，通过此来实现由每个“半”凸轮轴所产生的冲程可以根据所需要的任何相位差数值，通过此来实现由每个“半”凸轮轴所产生的冲程相互之间不干扰，以此来防止由一组阀所发出的脉冲来抵抗其余的阀所产生的脉冲。
基本的超前/延迟功能如前面所述，是用于整个凸轮轴的定时同时也用于保持脉冲顺序如图1所示。
装置的另一个变更是，太阳齿轮13直接与行星齿轮8和18相啮合，以此来取消环形构件5，5a， 5b和输入行星齿轮25和26。但是，转动台的变更后设有组件9，9a，9b。则能承担凸轮轴的超前/延迟，与此同时还承担脉冲顺序的调整。
图10表明在图3的基础上的一个进一步的变更，其中短轴10a直接由星形轮驱动，该轮在支座10中未表示出来。所以一个完整的凸轮轴的超前/延迟应在任何部件提供出来。但是，图10所示的双曲柄装置将使一个非常简单的摆动中间轴装置得以实现。
两个“半”凸轮轴10a和12由其相对应的径向槽支座13和13a驱动，而且与其相啮合的偏心轮4a，14a和4，14在本例中都是相差180°，这样它们可以使其发生的摆动脉冲的相位差为180°。
当然这一180°的相位差，可以是从0°差值也可以是最大到360的差值。
偏心轮4a和4连同平行星齿轮2都是固定在中间轴6上的或作为中间轴的一部分。偏心轮14a和14连同行星齿轮16都是固定在中间轴9上的或作为中间轴9的一部分。
径向模支座13a固定在套筒轴12a上或作为套筒轴的一部分而径向槽支座13固定在凸轮轴12上或作为凸轮轴的一部分。