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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Änderung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.
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Eine derartige Anordnung ist aus
DE 35 36 919 A1 bekannt. Dort ist eine Vorrichtung zur Änderung der relativen Drehlage einer Steuerwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine beschrieben. Die Vorrichtung weist ein Planetengetriebe auf, das über ein Hohlrad mit der Steuerwelle drehfest verbunden ist, wobei an einem Steg des Planetenradgetriebes eine Verstellungseinrichtung zur Drehlagenänderung angreift. Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung die bauraumintensive und aufwendige Ausgestaltung sowie das hohe Gewicht.
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DE 10 2014 221 794 zeigt einen Ventil-Steuertrieb mit einem Antriebs-Zahnkettenrad einer Kurbelwelle, einem Antriebs-Kettenrad einer Nockenwelle für Einlassventile und einem Antriebs-Kettenrad einer Nockenwelle für Auslassventile, wobei Planetengetriebesätze vorgesehen sind, die jeweils ein Antriebs-Kettenrad mit der Nockenwelle verbinden. Zudem sind beide Antriebs-Kettenräder der Nockenwelle nur in Phase betreibbar und direkt durch das Antriebs-Zahnkettenrad der Kurbelwelle beschränkt. Ein solcher Ventil-Steuertrieb erfordert entweder die Anordnung einer Komponente zur variablen Ventilsteuerung an der Nockenwelle oder Mittel zur direkten Beeinflussung der Steuerkette oder des Steuerriemens.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der vorgenannten Art hinsichtlich ihres Aufbaues zu vereinfachen und bauraum- und gewichtssparend zu gestalten.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird eine Anordnung zur Änderung der Steuerzeiten in einer Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Die Anordnung weist einen elektrischen Motor und ein Planetenradgetriebe mit einem Sonnenrad, einen Satz Planetenräder und ein Hohlrad auf. Erfindungsgemäß steht das Sonnenrad in Eingriff mit einem ersten Nockenwellen-Antriebsrad und das Hohlrad in Eingriff mit einem zweiten Nockenwellen-Antriebsrad. Dabei ist das Planetenradgetriebe einerseits über einen Zugmitteltrieb mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und andererseits mit einer Motorwelle des elektrischen Motors antriebsverbunden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine einfach aufgebaute, bauraum- und gewichtssparend ausgebildete Nockenwellen-Phasenverstellung erreicht, durch die die relative Phasenlage von zumindest einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle und damit die Steuerzeiten der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine zur variablen Ventilsteuerung in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine veränderbar sind. Auf diese Weise sind Eingangs- und Ausgangsgrößen zwischen Kurbel- und Nockenwelle durch Verwendung eines Planeten-Differenzials oder durch ein anderes Differenzial steuerbar, wobei zumindest eine Komponente durch ein Hilfssystem antreibbar ist. Dabei ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung des Planeten-Differenzials zwischen den Nockenwellen-Antriebsrädern eine vereinfachte individuelle Phasensteuerung dieser, ohne dass es eines weiteren Zugmitteltriebs mit einer weiteren Kette oder Riemen oder einer anderen zusätzlichen Komponente zur variablen Ventilsteuerung bedarf. Zudem sind die Nockenwellen-Antriebsräder unbehindert vom Planeten-Differenzial modifizierbar. Sie sind auch nicht beschränkt durch das die Anordnung antreibende Kurbelwellenrad. Die erfindungsgemäße Anordnung bildet so einen Planetenantrieb zur variablen Ventilsteuerung der Einlass- und Auslassventile der Brennkraftmaschine, der an der Kurbelwelle angebracht ist und nur ein Verteilungs- bzw. Übertragungssystem verwendet. Zur Antriebsverbindung zwischen dem Hohlrad und der Nockenwelle kann statt dem Zugmitteltrieb auch eine andere Übertragungseinrichtung vorgesehen sein.
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In weiteren Varianten der Erfindung ist es möglich, die Nockenwellen-Antriebsräder durch den Planetenradträger anzutreiben. Weiterhin kann die Kurbelwelle entweder das Hohlrad, den Planetenradträger oder das Sonnenrad antreiben. Der elektrische Motor kann entweder das Sonnenrad, das Hohlrad oder den Planetenradträger antreiben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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Die einzige Figur zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Anordnung zur Änderung der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine. Die Anordnung besteht aus einem nicht dargestellten elektrischen Motor, einem Sonnenrad 1, das mit einem Kurbelwellenrad einer Kurbelwelle 2 der Brennkraftmaschine über einen Riemen eines Zugmitteltriebs 3 verbunden ist, drei um das Sonnenrad 1 umlaufenden Planetenrädern 4, die von einem Planetenradträger getragen werden, einem drehbar angeordneten Hohlrad 5 mit einer Innenverzahnung in Eingriff mit den Planetenrädern 4, zumindest einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine, einem ersten Nockenwellen-Antriebsrad 6 im Eingriff mit dem Sonnenrad 1 und einem zweiten Nockenwellen-Antriebsrad 7 im Eingriff mit dem Hohlrad 5. Das Sonnenrad 1 bildet zugleich eine Riemenscheibe, an der der Riemen des Zugmitteltriebs 3 angreift. Der Motor mit einer Motorwelle, das Sonnenrad 1, der Planetenradträger, das Hohlrad 5 sind achsenparallel zur Kurbelwelle 2 und die Nockenwellen-Antriebsräder 6, 7 sind zueinander und zum Sonnenrad 1 achsenparallel angeordnet.
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Der elektrische Motor, der an einem Motorblock der Brennkraftmaschine befestigt ist, treibt über die Motorwelle beispielsweise den Planetenradträger drehend an. Dadurch versetzt dieser die von ihm getragenen und in Eingriff mit dem Sonnenrad 1 stehenden Planetenräder 4 in eine Umlaufbewegung um das Sonnenrad 1. Dabei treiben die Planetenräder 4 das Hohlrad 5 an, das das zweite Nockenwellen-Antriebsrad 7 antreibt, während das erste Nockenwellen-Antriebsrad 6 vom Sonnenrad 1 angetrieben wird. Ein Riemen- bzw. Kettenspanner kann auch vorgesehen sein. In weiteren Varianten der Erfindung ist es möglich, die Nockenwellen-Antriebsräder 6, 7 durch den Planetenradträger anzutreiben. Weiterhin kann die Kurbelwelle 2 entweder das Hohlrad 5, den Planetenradträger oder das Sonnenrad 1 antreiben. Der elektrische Motor kann entweder das Sonnenrad 1, das Hohlrad 5 oder den Planetenradträger antreiben.
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Der elektrische Motor ist bei jeder beliebigen Drehzahl der Kurbelwelle 2 oder der Nockenwelle betreibbar und kann eine beschleunigte oder eine verzögerte Drehbewegung zumindest einer Nockenwelle und damit eine Phasenverschiebung der Drehbewegung gegenüber der Kurbelwelle 2 bewirken. Auf diese Weise wird eine einfache Phasenverstellung zumindest einer Nockenwelle zur Änderung der Ventilsteuerzeiten der Brennkraftmaschine erreicht. Da der elektrische Motor elektronisch ansteuerbar ist, ist durch die erfindungsgemäße Anordnung eine einfache elektronische Phasenverstellung zumindest einer Nockenwelle möglich. Die erfindungsgemäße Anordnung bildet so einen elektronisch ansteuerbaren Nockenwellen-Phasenversteller mit einem Planetengetriebe, der eine variable Ventilsteuerung der Einlass- und Auslassventile der Brennkraftmaschine ermöglicht.
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Die Steuerung erfolgt beispielsweise durch den Planetenradträger, der durch den elektrischen Motor oder durch ein anderes Hilfssystem antreibbar ist. Der Planetenradträger ist mit der Motorwelle drehfest verbunden, wodurch die Eingangs- und Ausgangsgrößen des Systems beeinflussbar sind. Auf diese Weise steuert die erfindungsgemäße Anordnung die Eingangs-/Ausgangsgrößen zwischen Kurbelwelle 2 und Nockenwelle unter Verwendung eines Planetenraddifferenzials, wobei zumindest eine Komponente durch ein Hilfssystem antreibbar ist. Die erfindungsgemäße Anordnung weist nur eine Planetengetriebestufe mit einem Satz Planetenräder 4 auf. Im Falle eines Ausfalls des Motors ist die Anordnung insbesondere mit der Standübersetzung des Planetenradgetriebes weiterbetreibbar.
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In der erfindungsgemäßen Anordnung sind alle möglichen Arten von Zahnrädern oder Zahnradprofilen einsetzbar, insbesondere ist die Anordnung nicht auf Stirnräder begrenzt. Die erfindungsgemäße Anordnung ist in jedem Ventiltrieb insbesondere unabhängig von dessen Ventilbetätigungsmechanismus und dessen Antriebsweise, durch Riemen- oder Kettentrieb oder eine andere Übertragungseinrichtung, einsetzbar. Die erfindungsgemäße Anordnung ist zur Steuerung der Einlass- und/oder Auslassventile der Brennkraftmaschine verwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sonnenrad
- 2
- Kurbelwelle
- 3
- Zugmitteltrieb
- 4
- Planetenrad
- 5
- Hohlrad
- 6
- Nockenwellen-Antriebsrad
- 7
- Nockenwellen-Antriebsrad
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3536919 A1 [0002]
- DE 102014221794 [0003]
