Claims (3)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Steuerwellenantrieb an einer Hubkolbenbrennkraftma-schine, mit einer Kurbelwelle, die an ihrem einen Ende einen Abtriebsflansch und neben diesem Flansch einen auf der Welle befestigten Zahnkranz für den Antrieb der Steuerwelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle zur Aufnahme des Zahnkranzes einen Flansch aufweist, dessen Durchmesser etwas grösser als der Durchmesser des mit der Kurbelwelle einstückigen Abtriebsflansches ist, und dass der Zahnkranz einstückig ausgebildet ist, der bei seiner Montage über den Abtriebsflansch hinweg bewegbar und auf dem Aufnahmeflansch aufgeschrumpft ist.1. Control shaft drive on a reciprocating internal combustion engine, with a crankshaft which has an output flange at one end and, next to this flange, a ring gear mounted on the shaft for driving the control shaft, characterized in that the crankshaft has a flange to accommodate the ring gear , the diameter of which is slightly larger than the diameter of the output flange that is integral with the crankshaft, and that the ring gear is designed in one piece, which can be moved over the output flange during assembly and is shrunk onto the receiving flange.
2. Steuerwellenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeflansch auf seiner dem Abtriebsflansch abgewendeten Seite mit einem radial vorstehenden Bund versehen ist, der als Anschlag für den Zahnkranz dient.2. Control shaft drive according to claim 1, characterized in that the receiving flange is provided on its side facing away from the output flange with a radially projecting collar which serves as a stop for the ring gear.
3. Steuerwellenantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kurbelwellenlager — vom Abtriebsflansch her gesehen — hinter dem Aufnahmeflansch vorgesehen ist.3. Control shaft drive according to claim 1 or 2, characterized in that the first crankshaft bearing - seen from the output flange - is provided behind the receiving flange.
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Die Erfindung betrifft einen Steuerwellenantrieb an einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einer Kurbelwelle, die an ihrem einen Ende einen Abtriebsflansch und neben diesem Flansch einen auf der Welle befestigten Zahnkranz für den Antrieb der Steuerwelle aufweist.The invention relates to a control shaft drive on a reciprocating internal combustion engine, with a crankshaft which has an output flange at one end and, next to this flange, a ring gear fixed on the shaft for driving the control shaft.
Bei einem bekannten Steuerwellenantrieb dieser Art besteht der Zahnkranz aus zwei Ringhälften, die sich mit der einen Stirnfläche an einer hinterschnittenen Schulter der Kurbelwelle abstützen und die mit ihrer anderen Stirnfläche an einem zweiteiligen Klemmring anliegen, der ebenfalls die Kurbelwelle umgibt und durch zwei Schrauben zusammengespannt wird. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass eine Demontage sowie Wiedermontage des Zahnkranzes im Motor möglich ist, d.h. ohne dass die Kurbelwelle dazu ausgebaut werden müsste. Nachteile der bekannten Konstruktion sind darin zu sehen, dass sie wegen der Zweiteiligkeit des Zahnkranzes und des Spannringes sowohl konstruktiv wie auch montagemässig aufwendig und damit teuer ist. Schwierigkeiten bei der Montage des Zahnkranzes bereitet dessen Zweiteiligkeit auch deshalb, weil an der Trennstelle der Ringhälften Abweichungen von der Zahnteilung auftreten können. Ferner ergeben sich Probleme bei der Herstellung des Zahnkranzes, wenn dieser gehärtet werden muss, weil sich die Ringhälften verziehen können.In a known control shaft drive of this type, the ring gear consists of two ring halves, one end face of which is supported on an undercut shoulder of the crankshaft and the other end face of which rests against a two-part clamping ring, which also surrounds the crankshaft and is clamped together by two screws. This design has the advantage that the ring gear can be dismantled and reassembled in the engine, i.e. without having to remove the crankshaft. Disadvantages of the known construction can be seen in the fact that, because the ring gear and the clamping ring are in two parts, it is complex both in terms of construction and assembly and is therefore expensive. Difficulties in the assembly of the ring gear causes its two-piece design because deviations from the tooth pitch can occur at the point of separation of the ring halves. Furthermore, problems arise in the production of the ring gear if it has to be hardened because the ring halves can warp.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuerwellenantrieb der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass der konstruktive Aufwand für den Zahnkranz und seine Befestigung wesentlich verringert wird und dass die Herstellung und Montage des Zahnkranzes vereinfacht wird.The object of the invention is to improve a control shaft drive of the type mentioned at the outset in such a way that the design effort for the ring gear and its attachment is significantly reduced and that the manufacture and assembly of the ring gear is simplified.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Kurbelwelle zur Aufnahme des Zahnkranzes einen Flansch aufweist, dessen Durchmesser etwas grösser als der Durchmesser des mit der Kurbelwelle einstückigen Abtriebsflansches ist, und dass der Zahnkranz einstückig ausgebildet ist, der bei seiner Montage über den Abtriebsflansch hinweg bewegbar und auf dem Aufnahmeflansch aufgeschrumpft ist. Durch die Ein-stückigkeit des Zahnkranzes wird seine Herstellung vereinfacht und auch verbilligt, weil beim Härten wegen der geschlossenen Ringform eine geringere Neigung zum Verziehen besteht als bei Ringhälften. Durch das Aufschrumpfen des Zahnkranzes auf den Aufnahmeflansch wird seine Montage wesentlich vereinfacht. Unterstützt wird diese Vereinfachung durch die etwas grössere Bemessung des Durchmessers des Aufnahmeflansches gegenüber dem Durchmesser des Abtriebsflansches.This object is achieved according to the invention in that the crankshaft has a flange for receiving the ring gear, the diameter of which is slightly larger than the diameter of the output flange integral with the crankshaft, and in that the ring gear is designed in one piece and can be moved over the output flange when it is installed and shrunk onto the receiving flange. The one-piece nature of the ring gear simplifies its production and also makes it less expensive, because there is less of a tendency to warping during hardening than with ring halves due to the closed ring shape. By shrinking the sprocket onto the mounting flange, its assembly is significantly simplified. This simplification is supported by the slightly larger dimensioning of the diameter of the receiving flange compared to the diameter of the output flange.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, die einen Schnitt durch den Steuerwellenantrieb nach der Erfindung zeigt.An embodiment of the invention is explained in more detail in the following description with reference to the drawing, which shows a section through the control shaft drive according to the invention.
5 In einem Gehäuse 1 einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, die nach dem Viertakt-Diesel-Verfahren arbeitet, ist eine Kurbelwelle 2 gelagert, von der ein Hauptlagerzapfen 3, ein Kurbelzapfen 4, ein zur Aufnahme eines Zahnkranzes 6 dienender Flansch 5 und ein das Kurbelwellenende bildender Abtriebs-10 flansch 7 gezeigt sind. Der dem Antrieb einer Steuerwelle 8 dienende Zahnkranz 6 ist im Eingriff mit einem Zwischenzahnrad 9, das zusammen mit einem weiteren Zwischenzahnrad 10 auf einem Zapfen 11 drehbar gelagert ist. Die Zwischenzahnräder 9 und 10 sind gegeneinander drehfest verbunden, und der Lager-ls zapfen 11 ist am Gehäuse 1 befestigt. Mit dem Zwischenzahnrad 10, das einen kleineren Durchmesser aufweist als das Zwischenzahnrad 9, steht ein Zahnrad 12 im Eingriff, das auf der Steuerwelle 8 befestigt ist. Das aus den Teilen 6, 9, 10 und 12 bestehende Zahnradgetriebe ist nach aussen durch eine am Ge-20 häuse 1 befestigte Deckplatte 13 abgeschirmt.5 In a housing 1 of a reciprocating internal combustion engine, which operates according to the four-stroke diesel process, a crankshaft 2 is mounted, of which a main bearing journal 3, a crank pin 4, a flange 5 serving to accommodate a ring gear 6 and an output shaft forming the end of the crankshaft 10 flange 7 are shown. The toothed ring 6 serving to drive a control shaft 8 is in engagement with an intermediate gear 9 which is rotatably mounted on a pin 11 together with another intermediate gear 10 . The intermediate gears 9 and 10 are mutually non-rotatably connected, and the bearing pin 11 is fastened to the housing 1 . With the intermediate gear 10, which has a smaller diameter than the intermediate gear 9, a gear 12 which is fixed to the control shaft 8 is engaged. The gear train consisting of the parts 6, 9, 10 and 12 is shielded from the outside by a cover plate 13 fastened to the housing 1.
Der Aufnahmeflansch 5 hat einen Aussendurchmesser Dp, der etwas grösser ist als der Aussendurchmesser Da des Abtriebsflansches 7. Der Abtriebsflansch 7 wie auch der Aufnahmeflansch 5 sind einstückig mit der Kurbelwelle 2 hergestellt. 25 Durch den etwas grösseren Durchmesser Dp wird es möglich, beim Montieren des auf den Flansch 5 aufzuschrumpfenden Zahnkranzes 6 diesen thermisch aufgeweiteten Zahnkranz über den Abtriebsflansch 7 hinweg zum Aufnahmeflansch 5 zu bewegen, der zum Begrenzen dieser Bewegung mit einem Bund 5' 30 versehen ist. Wenn der aufgeweitete Zahnkranz 6 an diesem Bund 5' anliegt, wird er durch Abkühlen auf dem Flansch 5 befestigt, wobei es keine Rolle spielt, welche relative Winkellage der Zahnkranz zur Kurbelwelle einnimmt. In gleicher Weise sind die Zwischenzahnräder 9 und 10 durch thermisches 35 Schrumpfen miteinander verbunden. Das auf der Steuerwelle 8 befestigte Zahnrad 12 ist dagegen auf hydraulischem Wege aufgeschrumpft, wozu in der Welle eine axiale Sackbohrung 14 und von dieser abzweigende radiale Bohrungen 15 vorgesehen sind. Die exakte Winkelstellung zwischen der Kurbelwelle 2 und 40 der Steuerwelle 8 wird dadurch erreicht, dass über die Bohrungen 14 und 15 hydraulisches Druckmittel unter einem Druck von beispielsweise 1000 bar zugeführt wird, unter dessen Ein-fluss das Zahnrad 12 etwas aufgeweitet wird. Die Steuerwelle 8 kann dann relativ zum Zahnrad 12 und damit zur Kurbelwelle 2 45 verdreht werden, bis die gewünschte Winkelstellung erreicht ist. Dann wird das Druckmittel aus den Bohrungen 14 und 15 abgelassen, so dass das Zahnrad 12 auf der Steuerwelle 8 festsitzt.The receiving flange 5 has an outside diameter Dp, which is slightly larger than the outside diameter Da of the output flange 7. The output flange 7 as well as the receiving flange 5 are made in one piece with the crankshaft 2. 25 The slightly larger diameter Dp makes it possible, when mounting the ring gear 6 to be shrunk onto the flange 5, to move this thermally expanded ring gear over the output flange 7 to the receiving flange 5, which is provided with a collar 5' 30 to limit this movement. When the expanded sprocket 6 rests against this collar 5', it is fastened to the flange 5 by cooling, and it is irrelevant what the relative angular position of the sprocket to the crankshaft is. In the same way, the intermediate gears 9 and 10 are connected to one another by thermal shrinkage. On the other hand, the gear wheel 12 fastened to the control shaft 8 is shrunk on hydraulically, for which purpose an axial blind bore 14 and radial bores 15 branching off from it are provided in the shaft. The exact angular position between the crankshaft 2 and 40 of the control shaft 8 is achieved in that hydraulic pressure medium is supplied via the bores 14 and 15 at a pressure of, for example, 1000 bar, under the influence of which the gear wheel 12 is expanded somewhat. The control shaft 8 can then be rotated relative to the gear wheel 12 and thus to the crankshaft 245 until the desired angular position is reached. Then the pressure medium is drained from the bores 14 and 15 so that the gear wheel 12 is stuck on the control shaft 8 .
Wenn der Zahnkranz 6 auf dem Aufnahmeflansch 5 ausgewechselt werden muss, so wird dieser durch Trennschleifen auf-50 geschnitten und vom Flansch 5 abgezogen. Daraufhin wird ein neuer Zahnkranz 6 thermisch auf den Flansch 5 aufgeschrumpft.If the ring gear 6 on the receiving flange 5 has to be replaced, it is cut open by grinding and pulled off the flange 5. A new ring gear 6 is then thermally shrunk onto the flange 5 .
Abweichend von dem beschriebenen Beispiel könnte auch der Zahnkranz 6 durch einen hydraulischen Druckverband mit 55 dem Aufnahmeflansch 5 verbunden sein, wie dies für das Zahnrad 12 und die Steuerwelle 8 vorgesehen ist.Deviating from the example described, the ring gear 6 could also be connected to the receiving flange 5 by a hydraulic pressure union, as is provided for the gear wheel 12 and the control shaft 8 .
Der zwischen dem Aufnahmeflansch 5 und dem Abtriebsflansch 7 befindliche zylindrische Abschnitt 3' der Kurbelwelle 2 ist normalerweise mit einer hier nicht dargestellten Wellen-60 dichtungsanordnung umgeben, die an der Deckplatte 13 lösbar befestigt ist.The cylindrical section 3' of the crankshaft 2 located between the receiving flange 5 and the output flange 7 is normally surrounded by a shaft seal arrangement, not shown here, which is detachably fastened to the cover plate 13.
In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist — vom Abtriebsflansch 7 her gesehen — das erste Kurbelwellenlager (Zapfen 3) hinter dem Aufnahmeflansch 5 vorgesehen. Im allgemei-65 nen genügt diese Lageranordnung für den ruhigen Lauf des Zahnkranzes 6. Es ist jedoch auch möglich, auch den zylindrischen Wellenabschnitt 3' als Lagerstelle auszubilden, und zwar zusätzlich zu der erwähnten Wellendichtungsanordnung.In the embodiment shown, the first crankshaft bearing (pin 3) is provided behind the receiving flange 5—seen from the output flange 7 . In general, this bearing arrangement is sufficient for the smooth running of the ring gear 6. However, it is also possible to design the cylindrical shaft section 3' as a bearing point, in addition to the shaft sealing arrangement mentioned.
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1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings