AT408897B

AT408897B - Vorrichtung zur verstellung einer nockenwelle

Info

Publication number: AT408897B
Application number: AT0039000A
Authority: AT
Inventors: Siegfried Ing Heer
Original assignee: Tcg Unitech Ag
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2002-03-25
Also published as: EP1136658A3; JP2001280107A; EP1136658A2; US20010020461A1; ATA3902000A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit mindestens einem Elektromotor, der über ein Getriebe die Verstellung der Nockenwelle gegenüber einem Antriebsrad bewirkt, wobei das Getriebe einen Planetenträger aufweist, auf dem mehrere Planetenräder vorgesehen sind, die von einem Elektromotor angetrieben sind.

Aus der EP 903 471 A ist eine Vorrichtung zur Verstellung der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine bekannt. Ziel ist es, die Vorrichtung kleiner und kompakter ausführen zu können und das Problem des Zahnflankenspiels zu minimieren.

Die US 4,517,934 A zeigt eine Einrichtung zur Verstellung der Nockenwelle, bei der an einem Antriebsrad ein Elektromotor angeordnet ist, der über ein Getriebe mit der Nockenwelle in Verbindung steht. Der Elektromotor wird über Schleifringe mit Strom versorgt. Um die auftretende Umwucht zu minimieren, sind dabei Elektromotor und Getriebe auf unterschiedlichen Seiten der Nockenwelle am Antriebsrad angeordnet Eine solche Vorrichtung ist aufwendig und das Auftreten von Massenkräften kann auch bei sorgfältiger Konstruktion nur schwer vermieden werden
Weiters offenbart die DE 40 40 486 A eine Nockenwellenverstelleinrichtung mit einem Getnebe, das die Verstellung der Nockenwelle im Bezug auf das Antriebsrad bewirkt.

Dieses Getriebe wird in einer Ausführungsvanante durch eine axial verschiebliche Stange verstellt und in einer anderen Ausführungsvariante durch eine hydraulische Arbeitsmaschine, die im Antriebsrad vorgesehen ist Die Vorrichtungen, die in dieser Druckschrift beschrieben sind, sind äusserst aufwendig und störungsanfällig.

Ferner zeigt die US 5,156,119 A eine Vorrichtung zur Veränderung der Ventilsteuerzeiten, bei der in einem Antriebsrad Reibräder angeordnet sind, die mit einer Getnebeanordnung in Verbindung stehen, die eine Verstellbewegung bewirkt. Indem ein Paar von Reibscheiben an die Reibräder angedrückt wird, kann eine Veränderung der Ventilsteuerzeiten erreicht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst einfache und robuste Vorrichtung zu schaffen, mit der eine Verstellung der Nockenwelle im Bezug auf das Antriebsrad möglich ist. Dabei soll eine elektrische Verstellung vorgesehen sein, die eine möglichst geringe Leistungsaufnahme aufweist. Das Verstellgetriebe soll vorzugsweise selbsthemmend sein, um im stationären Betrieb ohne Leistungsaufnahme auskommen zu können.

Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass die Planetenräder mit einem Hohlrad im Eingriff stehen und dass jedem Planetenrad ein Elektromotor zugeordnet ist, der dieses über eine gemeinsame Welle antreibt.

Da bei der erfindungsgemässen Lösung mehrere Elektromotoren parallel geschaltet sind und ein relativ grosses Übersetzungsverhältnis vorliegt, kann die Vorrichtung äusserst kompakt ausgeführt werden. Ein besonders grosses Übersetzungsverhältnis bei minimalem Zahnflankenspiel ergibt sich, wenn die Planetenräder als Schneckenräder ausgebildet sind und wenn das Hohlrad eine Schrägverzahnung aufweist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes Schneckenrad durch zwei einander gegenüberliegende Elektromotoren angetrieben ist. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Ausführung erreicht werden.

Ein besonders einfacher Aufbau in kostengünstiger Ausfuhrung kann dadurch erreicht werden, dass die Elektromotoren über Schleifringe mit Strom versorgt werden.

Eine konstruktiv besonders günstige Lösung ist dadurch gegeben, dass das Antriebsrad direkt mit dem Hohlrad verbunden ist. Dabei ist vorzugsweise das Antnebsrad einstückig mit dem Hohlrad ausgebildet. Die Vorrichtung kann dadurch besonders kompakt ausgeführt werden.

Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Nockenwelle mit dem Hohlrad verbunden ist und dass das Antriebsrad mit dem Planetenträger verbunden ist.

In der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsvarianten näher erläutert.

Es zeigen die Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt der erfindungsgemässen Vorrichtung und die Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II- II in Fig. 1.
EMI1.1
10 zusammen, das als Zahnriemenscheibe oder Kettenrad ausgebildet sein kann und das eine Nockenwelle 11, auf der Nocken 13 zur Betätigung nicht dargestellter Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine angeordnet sind, über ein Getriebe 12 antreibt.

In der dargestellten Ausführungsvariante ist das Antriebsrad 10 gleichzeitig als Hohlrad 1 ausgebildet, das eine Schrägverzahnung 5 aufweist, die mit drei Schneckenrädern 4 in Eingriff steht.

Mit der Nockenwelle 11ist ein Planetenträger 2 fest verbunden, der sechs Elektromotoren 3 trägt, die jeweils paarweise auf einer gemeinsamen Achse 3a mit einem Schneckenrad 4 angeordnet sind und dieses über Antriebswellen 6 antreiben. Die Elektromotoren 3 werden über schematisch dargestellte Schleifringe 7 mit Strom versorgt, um die Verstellbewegung zu bewirken. Das Antriebsrad 10 ist über ein Lager 8 auf der Nockenwelle 11 gelagert und durch eine Schraube 9 gesichert. Eine weitere Schraube 14 sichert den festen Sitz des Planetenträgers 2 auf der Nockenwelle 11.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung liegt darin, dass durch die Aufteilung des Betätigungsmomentes auf mehrere Elektromotoren 3 und durch das grosse Übersetzungsverhältnis, das durch die Verwendung eines Hohlrades 1 mit entsprechend grossem Durchmesser erreichbar ist, die Belastung der einzelnen Elektromotoren 3 sehr gering ist. Auf diese Weise kann auf einfache und kostengünstige Weise eine Verstellung der Nockenwelle erreicht werden Neben der Kraftstoffeinsparung und Emissionsverminderung, die durch die Optimierung der Brennkraftmaschine selbst möglich ist, wird eine weitere Kraftstoffeinsparung durch die geringe Verstellenergie bewirkt, die durch die erfindungsgemässe Vorrichtung möglich ist.

PATENTANSPRÜCHE:
1. Vorrichtung zur Verstellung einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit innerer Ver- brennung mit mindestens einem Elektromotor (3), der über ein Getriebe (12) die Verstel- lung der Nockenwelle (11 ) gegenüber einem Antriebsrad (10) bewirkt, wobei das Getriebe (12) einen Planetenträger (2) aufweist, auf dem mehrere Planetenräder (4) vorgesehen sind, die von einem Elektromotor (3) angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (4) mit einem Hohlrad (1) im Eingriff stehen und dass jedem Planeten- rad (4) ein Elektromotor (3) zugeordnet ist, der dieses über eine gemeinsame Welle (6) an- treibt.

Claims

2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (4) als Schneckenräder ausgebildet sind und dass das Hohlrad (1) eine Schrägverzahnung auf- weist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schneckenrad (4) durch zwei einander gegenüberliegende Elektromotoren (3) angetrieben ist 4 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (3) über Schleifringe (7) mit Strom versorgt werden.

5. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (10) direkt mit dem Hohlrad (1) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (10) ein- stückig mit dem Hohlrad (1) ausgebildet ist 7. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle mit dem Hohlrad (1) verbunden ist und dass das Antriebsrad (10) mit dem Planetentrager verbunden ist.

HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN