DE10001066A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Antreiben von Nockenwellen einer in V-Bauweise ausgeführten Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung dient zum Antreiben von Nockenwellen einer in V-Bauweise ausgeführten Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und zwei Zylinderköpfen. In jedem Zylinderkopf ist jeweils eine Einlaß- und eine Auslaßnockenwelle angeordnet. In jedem der Zylinderköpfe ist jeweils eine der Nockenwellen von der Kurbelwelle aus durch Getriebemittel antreibbar. Die jeweils andere Nockenwelle jedes der Zylinderköpfe ist durch ein Getriebeelement von der durch die Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle antreibbar. In dem einen der Zylinderköpfe ist jeweils die Einlaßnockenwelle und in dem anderen der Zylinderköpfe jeweils die Auslaßnockenwelle durch die Kurbelwelle antreibbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben von Nockenwellen einer in V-Bauweise ausgeführten Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von An­ spruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Antreiben von Nockenwellen einer in V-Bauweise ausgeführten Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 8 näher definier­ ten Art.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung beschreibt die US 4,643,143, welche eine Nockenwellenanordnung für V- Motoren zeigt, wobei jede Zylinderbank in ihrem jewei­ ligen Zylinderkopf über zwei Nockenwellen, insbesonde­ re eine Einlaß- und eine Auslaßnockenwelle, verfügt, und wobei jeweils eine Nockenwelle je Zylinderbank über ein Getriebemittel von der Kurbelwelle angetrie­ ben wird. Die jeweils zweite Nockenwelle jeder Zylin­ derbank wird über ein weiteres Getriebeelement von der jeweils von der Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle jeder Zylinderbank angetrieben.

Einen vergleichbaren, gattungsgemäßen Aufbau zeigt die US 5,351,663, wobei hier die jeweils zwei Nockenwellen jeder der Zylinderköpfe eines V-Motors über Zahnräder gekoppelt sind, so daß es auch hier ausreicht, jeweils nur eine der Nockenwellen jeder Zylinderbank anzutrei­ ben.

Weitere Nockenwellenantriebe für V-Motoren zeigen bei­ spielsweise die EP 0 406 528 B1, die FR 2 666 119, die DE 39 24 912 A1 sowie die DE 33 47 638 A1. Die Nocken­ wellen dieser oben genannten Schriften sind dabei je­ weils durch Umschlingungsgetriebe, wie beispielsweise Zahnriemen oder Steuerketten, angetrieben. Die An­ triebskraft resultiert dabei direkt oder indirekt aus den an der Kurbelwelle der jeweiligen Brennkraftma­ schine anliegenden Drehmomenten.

In der EP 0 481 124 A1 ist ein weiteres System zum Antrieb der Nockenwellen eines V-Motors beschrieben. Dabei wird ein Räderantrieb realisiert, so daß der Antrieb der Nockenwellen ausschließlich über als Zahn­ räder ausgeführte Getriebemittel unter Verzicht auf ein Umschlingungsgetriebe realisiert ist.

Sämtliche der oben genannten Schriften zeigen dabei einen Antrieb der jeweiligen Nockenwellen mit jeweils gleichem Drehsinn. Dies bedeutet, daß sich bei allen bekannten Vorrichtungen oder Verfahren zum Antreiben von Nockenwellen einer in V-Bauweise ausgeführten Brennkraftmaschine alle Nockenwellen gleichsinnig dre­ hen. Aufgrund der üblicherweise als Wendeköpfe ausge­ bildeten Zylinderköpfe jeder Zylinderbank einer V- Brennkraftmaschine ergibt sich somit der Nachteil, daß für jede Brennkraftmaschine zwei verschiedene Einlaß­ nockenwellen und zwei verschiedene Auslaßnockenwellen hergestellt werden müssen oder daß die entsprechenden Nockenwellen der rechten bzw. der linken Zylinderbank zumindest jeweils andere Nockenformen aufweisen müs­ sen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vereinfa­ chung des Antriebs von Nockenwellen bei einer in V- Bauweise ausgeführten Brennkraftmaschine zu schaffen, welche bezüglich der einzusetzenden Nockenwellen, oder zumindest der Nockenformen, eine Vereinfachung der Herstellung durch eine Reduktion der erforderlichen Teilezahl erlaubt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Dadurch, daß in der einen Zylinderbank die Einlaßnoc­ kenwelle, in der anderen Zylinderbank die Auslaßnoc­ kenwelle direkt oder indirekt durch die Kurbelwelle angetrieben wird, läßt sich ein gegensinniges Drehen der Einlaßnockenwellen und ein gegensinniges Drehen der Auslaßnockenwellen realisieren. Aufgrund der übli­ cherweise bei Brennkraftmaschinen in V-Bauweise einge­ setzten, als Wendeköpfe ausgebildeten Zylinderköpfe ergibt es sich so, daß zwei identische Einlaßnocken­ wellen und zwei identische Auslaßnockenwellen für je­ den der beiden Zylinderköpfe eingesetzt werden können.

Dadurch kann ein Motor in der oben beschriebenen V- Bauweise mit nur einer Bauart von Einlaßnockenwellen und einer Bauart von Auslaßnockenwellen realisiert werden. Dies ermöglicht es, die Teileanzahl und damit die Herstellungskosten für die jeweiligen Einzelteile erheblich zu reduzieren. Außerdem erleichtert die er­ findungsgemäße Bauweise die Montage der Brennkraftma­ schine, da hier nicht mehr zwischen "rechten" und "linken" Einlaßnockenwellen für den Motor unterschie­ den werden muß.

Der kennzeichnende Teil von Anspruch 8 zeigt ein Ver­ fahren zur erfindungsgemäßen Lösung der oben genannten Aufgabe.

Prinzipiell lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile durch jedes Verfahren nutzen, das die Nockenwellen einer in V-Bauweise ausgeführten Brennkraftmaschine in der Art antreibt, daß die Einlaß- und die Auslaßnoc­ kenwellen jedes der Zylinderköpfe in der Art angetrie­ ben werden, daß sich die Einlaß- und die Auslaßnocken­ wellen des einen Zylinderkopfs jeweils gegensinnig zu denen des anderen Zylinderkopfs drehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den anhand der Zeichnung nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 2 eine alternative Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 in V-Bauweise prinzipmäßig angedeutet. Dabei ist eine von in den Zylindern oszillierenden Kolben (nicht dargestellt) angetriebene Kurbelwelle 2 in einem Kurbelgehäuse 3 der Brennkraftmaschine 1 erkennbar. Das Kurbelgehäuse 3 teilt sich in zwei V-förmig zueinander angeordnete Zylinderbänke 3a, 3b auf, wobei als Abschluß jeder der Zylinderbänke 3a, 3b jeweils ein Zylinderkopf 4a, 4b auf den jeweiligen Zylinderbänken 3a, 3b montiert ist.

In dem Zylinderkopf 4a sind eine Einlaßnockenwelle 5a und eine Auslaßnockenwelle 6a angeordnet. Die Einlaß­ nockenwelle 5a und die Auslaßnockenwelle 6a sind un­ tereinander über Getriebeelemente (nicht dargestellt), wie beispielsweise Zahnräder, gekoppelt. Es reicht also aus, eine der Nockenwellen, hier die Einlaßnoc­ kenwelle 5a über ein Umschlingungsgetriebe 7 durch die Kurbelwelle 2 anzutreiben, um sowohl die Einlaßnocken­ welle 5a als auch die Auslaßnockenwelle 6a zu drehen.

Vergleichbares gilt für den Zylinderkopf 4b der zwei­ ten Zylinderbank 3b der Brennkraftmaschine 1. Hier wird jedoch die Auslaßnockenwelle 6b in dem Zylinder­ kopf 4b der Zylinderbank 3b angetrieben. Auch hier gibt es wieder eine Kopplung zwischen den beiden Noc­ kenwellen 5b, 6b, so daß durch die über das Umschlin­ gungsgetriebe 7 von der Kurbelwelle 2 angetriebene Auslaßnockenwelle 6b auch die Einlaßnockenwelle 5b angetrieben wird.

Damit drehen sich nun die beiden Einlaßnockenwellen 5a, 5b gegensinnig zueinander, ebenso wie die Auslaß­ nockenwellen 6a, 6b. Aufgrund der Ausführung der bei­ den Zylinderköpfe 4a, 4b als Wendeköpfe, wie dies all­ gemein bekannt und üblich ist, kann so erreicht wer­ den, daß die sich gegensinnig drehenden Einlaßnocken­ wellen 5a, 5b bzw. die sich gegensinnig drehenden Aus­ laßnockenwellen 6a, 6b identisch oder zumindest bezüg­ lich ihrer Nockenformen jeweils identisch ausgeführt werden können, um die erforderlichen Steuerungsaufga­ ben in dem jeweiligen Zylinderkopf 4a, 4b zu erfüllen.

Deshalb ist also lediglich eine einzige konstruktive Bauform einer Einlaßnockenwelle 5a, 5b, welche dann in den jeweiligen Zylinderkopf 4a, 4b eingebaut wird, notwendig. Vergleichbares gilt auch für die beiden Auslaßnockenwellen 6a, 6b, welche konstruktiv iden­ tisch aufgebaut sind. Der Antrieb der jeweiligen Noc­ kenwelle 5a, 6b über das Umschlingungsgetriebe 7 kann beispielsweise mit einem Zahnriemen oder einer Steuer­ kette erfolgen, welche eine in einfacher und an sich bekannter Weise auf die jeweils anzutreibende Nocken­ welle aufgesetzte Zahnriemenscheibe oder ein Kettenrad antreibt.

Fig. 2 beschreibt nun eine alternative Ausführungsform der Brennkraftmaschine 1, bei der über das Umschlin­ gungsgetriebe 7 eine entsprechende Getriebeeinrichtung 8a, 8b in dem jeweiligen Zylinderkopf 4a, 4b angetrie­ ben wird. Über diese Getriebeeinrichtung 8a, 8b wird dann jeweils eine der Nockenwellen 5a, 5b, 6a, 6b des jeweiligen Zylinderkopfs 4a, 4b angetrieben.

In dem Zylinderkopf 4a wird über die Getriebeeinrich­ tung 8a die Auslaßnockenwelle 6a angetrieben, welche dann ihrerseits die Einlaßnockenwelle 5a in der oben bereits beschriebenen Art antreibt. In der anderen Zylinderbank 3b bzw. dem zugeordneten Zylinderkopf 4b erfolgt über die Getriebeeinrichtung 8b ein Antrieb der Einlaßnockenwelle 5b, welche dann in der oben be­ schriebenen Weise die Auslaßnockenwelle 6b antreibt.

Die dadurch bei den jeweiligen Nockenwellen 5a, 5b, 6a, 6b zu erzielenden Drehrichtungen sind mit den ge­ mäß der Ausführung in Fig. 1 beschriebenen Drehrich­ tungen identisch, wodurch sich, in der bereits erläu­ terten Weise, jeweils zwei verschiedene konstruktive Ausführungen von Nockenwellen 5a, 5b, 6a, 6b bzw. Noc­ kenformen einspannen lassen.

Selbstverständlich sind auch weitere Ausführungen denkbar, so daß der Antrieb der jeweiligen Nockenwelle 5a, 6b bzw. 6a, 5b auch durch Rädertriebe oder der­ gleichen erfolgen kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Antreiben von Nockenwellen einer in V-Bauweise ausgeführten Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und zwei Zylinderköpfen, wobei in jedem Zylinderkopf jeweils eine Einlaß- und ei­ ne Auslaßnockenwelle angeordnet ist, wobei in je­ den der Zylinderköpfe jeweils eine der Nockenwel­ len von der Kurbelwelle durch Getriebemittel an­ treibbar ist, und wobei die jeweils andere Nocken­ welle jedes der Zylinderköpfe durch ein Getriebee­ lement von der durch die Kurbelwelle angetriebenen Nockenwelle antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen der Zylinderköpfe (4a, 4b) jeweils die Einlaßnockenwelle (5a, 5b) und in dem anderen der Zylinderköpfe jeweils die Auslaßnockenwelle (6b, 6a) durch die Kurbelwelle (2) antreibbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils durch die Kurbelwelle (2) angetriebene Nockenwelle (5a, 6b) jedes der Zylinderköpfe (4a, 4b) durch ein Getriebemittel (7) von der Kur­ belwelle (2) direkt antreibbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils durch die Kurbelwelle (2) angetriebene Nockenwelle (5b, 6a) jedes der Zylinderköpfe (4a, 4b) durch eine von der Kurbelwelle (2) angetriebe­ nen Getriebeeinrichtung (7, 8a, 8b) antreibbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeelement als auf den Nockenwellen (5a, 5b, 6a, 6b) angeordnetes Zahnradpaar ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeelement als Umschlingungsgetriebe aus­ gebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebemittel (7) als Kettentrieb ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebemittel (7) als Zahnriementrieb ausge­ bildet ist.

8. Verfahren zum Antreiben von Nockenwellen einer in V-Bauweise ausgeführten Brennkraftmaschine mit ei­ nem Kurbelgehäuse und zwei Zylinderköpfen mit je­ weils einer Einlaß- und einer Auslaßnockenwelle, wobei in jedem der Zylinderköpfe jeweils eine der Nockenwellen von der Kurbelwelle aus angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßnockenwellen (5a, 5b) und die Auslaßnoc­ kenwellen (6a, 6b) jedes der Zylinderköpfe (4a, 4b) in der Art angetrieben werden, daß sich die Ein­ laßnockenwellen (5a, 5b) und die Auslaßnockenwellen (6a, 6b) des einen Zylinderkopfs (4a) gegensinnig zu denen des anderen Zylinderkopfs (4b) drehen.