DE102004043341A1 - Steuertrieb für zwei parallel zueinander angeordnete, oben liegende Nockenwellen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht von einem Steuertrieb für zwei parallel zueinander angeordnete, oben liegende Nockenwellen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine aus, wobei ein mit einer Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine drehfest verbundenes Kurbelwellenkettenrad über eine Steuerkette ein Steuerkettenrad antreibt, das mit dem Kurbelwellenkettenrad eine Übersetzung von eins zu zwei bildet und drehfest mit einem im Durchmesser kleineren Zwischenzahnrad verbunden ist, das mit zwei Nockenwellenzahnrädern kämmt, die jeweils an einem Ende einer Nockenwelle angeordnet sind und die gleichen Zähnezahlen aufweisen wie das Zwischenzahnrad. Es wird vorgeschlagen, dass die Nockenwellenzahnräder jeweils aus einem Antriebszahnrad und einem Spannzahnrad zusammengesetzt sind, die elastisch gegeneinander in entgegengesetzter Drehrichtung verspannt sind, wobei sich die Zahnflanken des Antriebszahnrads an den in Antriebsrichtung weisenden Zahnflanken des Zwischenzahnrads abwälzen.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Steuertrieb für zwei parallel zueinander angeordnete, oben liegende Nockenwellen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Aus der EP 1 031 704 B1 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, die zwei oben liegende Nockenwellen für die Betätigung von Einlass- bzw. Auslassventilen aufweist. Jeweils am Ende einer Nockenwelle sitzt ein Nockenwellenzahnrad. Die Nockenwellenzahnräder kämmen mit einem Zwischenzahnrad, das die gleiche Zähnezahl aufweist und drehfest mit einem Steuerkettenzahnrad verbunden ist. Dieses wird von einer Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine über ein Kurbelwellenzahnrad und eine Steuerkette angetrieben, die mittels einer Gleitschiene und einer Spannschiene geführt wird. Die Spannschiene stützt sich an einem Ende an einem Kettenspanner ab. Da die für den Nockenwellenantrieb notwendige Übersetzung von eins zu zwei durch das Kurbelwellenkettenrad und das Steuerkettenrad verwirklicht wird, können die Nockenwellenzahnräder im Durchmesser klein gehalten und im zur Verfügung stehenden Bauraum günstig untergebracht werden.
• Ferner ist aus der DE 10 124 856 A1 ein ähnlicher Steuerantrieb für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, bei dem das Zwischenzahnrad nur mit einem Nockenwellenzahnrad kämmt, während das andere Nockenwellenzahnrad mit dem angetriebenen Nockenwellenzahnrad kämmt. Ferner ist aus der DE 10 001 066 A1 eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer v-förmigen Anordnung der Zylinderreihen bekannt. Der Steuerantrieb besitzt ein Kurbelwellenkettenrad, das über eine Steuerkette zwei jeweils einer Zylinderreihe zugeordnete Steuerkettenräder antreibt. Zwischen den Zylinderreihen ist eine Umlenkrolle für die Steuerkette vorgesehen. Die Steuerkettenräder sitzen jeweils auf einer Nockenwelle und sind mit einem Nockenwellenzahnrad drehfest verbunden, das mit einem Nockenwellenzahnrad der benachbarten Nockenwelle kämmt. Auch hierbei beträgt die Übersetzung zwischen dem Kurbelwellenkettenrad und dem Nockenwellenkettenrad eins zu zwei, sodass die Höhe der Zylinderreihe im Wesentlichen von dem Steuerkettenrad bestimmt wird.
• Schließlich ist aus der DE 199 38 279 A1 eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit zwei oben liegenden Nockenwellen bekannt, auf denen jeweils ein Steuerkettenrad sitzt, das über eine Steuerkette von einem Kurbelwellenkettenrad angetrieben wird. Um besonders hohe Drehmomente über die Steuerkette zu übertragen, ist eine doppelreihige Kette mit zwei parallel verlaufenden und miteinander verbundenen Reihen eingesetzt. Eine derartige Kette wird auch als Duplexkette bezeichnet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geräuscharmen Steuerantrieb für oben liegende Nockenwellen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zu schaffen, der einen geringen Bauraum beansprucht. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Nach der Erfindung sind die Nockenwellenzahnräder jeweils aus einem Antriebszahnrad und einem Spannzahnrad zusammengesetzt, die elastisch gegeneinander in entgegengesetzter Drehrichtung verspannt sind, wobei sich die Zahnflanken des Antriebszahnrads an den in Antriebsrichtung weisenden Zahnflanken des Zwischenzahnrads abwälzen. Durch das Spannzahnrad wird das Antriebszahnrad in Antriebsrichtung spielfrei gehalten, so dass die Antriebskräfte geräuschfrei übertragen werden. Da das Spannrad nur die geringeren Kräfte in der Gegenrichtung zu übertragen braucht, um einen Anlagenwechsel der Flanken des Antriebszahnrads zu verhindern, kann es aus einem günstigeren Werkstoff hergestellt und/oder gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung schmaler ausgelegt werden. Der erfindungsgemäße Steuertrieb eignet sich insbesondere für die geräuscharme Übertragung hoher Antriebsleistungen. Er wird daher in vorteilhafter Weise in Kombination mit einer doppelreihigen Steuerkette, einer so genannten Duplexkette verwendet, die bei geringer axialer Bauraumanforderung große Kräfte übertragen kann.
• Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
• Dabei zeigen:
• 1 in perspektivischer Darstellung einen Rädersatz eines Steuertriebs und
• 2 eine Draufsicht auf ein Nockenwellenzahnrad.
• Die 1 zeigt, soweit es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist, einen Steuertrieb 10 für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer v-förmigen Anordnung der Zylinderreihen. Die Brennkraftmaschine besitzt je Zylinderreihe zwei oben liegende Nockenwellen, auf deren Enden jeweils ein Nockenwellenzahnrad 16 für Auslassventile bzw. ein Nockenwellenzahnrad 17 für Einlassventile sitzt. Die Nockenwellenzahnräder 16, 17 kämmen mit einem Zwischenzahnrad 15, das drehbar im Gehäuse gelagert ist und drehfest mit einem Steuerketten rad 14 verbunden ist. Dieses wird über eine doppelreihige Steuerkette 13, einer so genannten Duplexkette, von einem Kurbelwellenkettenrad 12 angetrieben.
• Zwischen dem Kurbelwellenkettenrad 12 und den Steuerkettenrädern 14 ist die Steuerkette 13 durch Gleitschienen 19 und eine Spannschiene 20 geführt. Die Spannschiene 20 ist an einem Ende schwenkbar gelagert und wird an ihrem anderen Ende von einem Kettenspanner 21 betätigt. Zwischen den Zylinderreihen ist ferner ein Umlenkkettenrad 18 vorgesehen, das achsparallel zum Kurbelwellenkettenrad 12 drehbar gelagert ist. Zum Antrieb weiterer Hilfsaggregate sitzt auf der Kurbelwelle ein Kurbelwellenzahnrad 11.
• Die Nockenwellenzahnräder 16, 17 sind jeweils aus einem Antriebszahnrad 22 und einem Spannzahnrad 23 zusammengesetzt. Diese sind in entgegengesetzter Drehrichtung 24, 25 (2) über ein elastisches, nicht dargestelltes Element gegeneinander verspannt, sodass die Flanken des Zwischenzahnrads 15 sich in Antriebsrichtung an den Flanken des Antriebszahnrads 22 und in entgegengesetzter Richtung an den Flanken des Spannzahnrads spielfrei abstützen. Das Zwischenelement kann eine beliebige Feder mit einer ausreichenden Federsteifigkeit oder ein entsprechend elastisch nachgiebiges Bauteil sein. 2 zeigt, dass durch das elastische Element das Spannzahnrad 23 gegenüber dem Antriebszahnrad 22 um die Rotationsachse 27 so weit gedreht werden kann, bis ein fertigungsbedingtes Eingriffsspiel zwischen dem Spannrad 23 und dem Antriebszahnrad 22 einerseits und dem Zwischenzahnrad 15 andererseits ausgeglichen ist. Mit 28 sind die Zahnköpfe des Antriebszahnrads und mit 29 die Zahnköpfe des Spannrads bezeichnet. Durch den spielfreien Zahneingriff werden die Zahngeräusche weitgehend vermieden.

Claims (3)

1. Steuertrieb für zwei parallel zueinander angeordnete, oben liegende Nockenwellen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei ein mit einer Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine drehfest verbundenes Kurbelwellenkettenrad über eine Steuerkette ein Steuerkettenrad antreibt, das mit dem Kurbelwellenkettenrad eine Übersetzung von eins zu zwei bildet und drehfest mit einem im Durchmesser kleineren Zwischenzahnrad verbunden ist, das mit zwei Nockenwellenzahnrädern kämmt, die jeweils an einem Ende einer Nockenwelle angeordnet sind und die gleichen Zähnezahlen aufweisen wie das Zwischenzahnrad, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwellenzahnräder (16, 17) jeweils aus einem Antriebzahnrad (22) und einem Spannzahnrad (23) zusammengesetzt sind, die elastisch gegeneinander in entgegengesetzter Drehrichtung verspannt sind, wobei sich die Zahnflanken des Antriebszahnrads (22) an den in Antriebsrichtung weisenden Zahnflanken des Zwischenzahnrads (15) abwälzen.
2. Steuertrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebszahnrad (22) breiter ausgeführt ist als das Spannzahnrad (23).
3. Steuertrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkette (13) als Duplexkette ausgebildet ist.