DE19722133A1 - Herstellung einer aus einem Flügelrad und einem Zellenrad gebildeten Drehwinkel-Verstelleinheit, insbesondere für Nockenwellen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Herstellung einer aus einem Flügelrad und einem Zellenrad gebildeten Drehwinkel-Verstelleinheit, insbesondere für Nockenwellen von Brennkraftmaschinen

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung einer aus einem Flügelrad und einem Zellenrad gebildeten Drehwinkel-Verstelleinheit, insbesondere für Nocken­ wellen von Brennkraftmaschinen, wobei gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 als Ausgangspunkt eine erste Verstelleinheit mit einem ersten Drehwinkel-Verstellbereich und eine zweite Verstelleinheit mit einem zweiten Ver­ stellbereich dient, jeweils ausgerüstet mit einer Sperreinrichtung zum Verriegeln des jeweiligen Flügelrades mit dem jeweiligen Zellenrad, wobei das Flügelrad der einen Verstelleinheit zu Verstellbeginn und das Flügelrad der anderen Verstell­ einheit zu Verstell-Ende verriegelbar ist.
Bei leistungsfähigen Brennkraftmaschinen mit gesonderten Nockenwellen für den Einlaß und den Auslaß wird zur Erzielung eines optimalen Motor-Managements jeder Nockenwelle eine gesonderte Drehwinkel-Verstelleinheit zugeordnet. Der­ artige Verstelleinheiten von der Flügelzellen-Bauart sind beispielsweise aus der US 4,858,572 und der DE 39 37 644 A bekannt, wobei jede Flügelzellen-Verstell­ einheit je nach Verwendung für eine Einlaß- oder eine Auslaß-Nockenwelle einen angepaßten Nockenwellen-Drehwinkel-Verstellbereich aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Flügelzellen-Verstelleinheiten für Ein- und Auslaß-Nockenwellen derart zu gestalten, daß durch Kombination eines Flü­ gelrades der einen Verstelleinheit mit einem Zellenrad der anderen Verstelleinheit eine dritte Verstelleinheit ohne zusätzliche Herstellmaßnahmen erzielt ist.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst, und zwar in der Weise, daß eine dritte Verstelleinheit herstellbar ist aus dem Flügelrad der einen Verstelleinheit und dem Zellenrad der anderen Verstelleinheit dadurch, daß beim Zellenrad dieser Verstelleinheit der Anfang oder das Ende des entsprechenden Verstellbereiches mit dem Verstellbeginn oder dem Verstell-Ende des Verstellbereiches jener Ver­ stelleinheit identisch gewählt ist, wobei das Flügelrad mit dem Zellenrad zu Ver­ stellbeginn oder zu Verstell-Ende verriegelt ist.
Mit der Erfindung wird in vorteilhaft einfacher Weise eine neue Verstelleinheit für eine Einlaß- oder eine Auslaß-Nockenwelle erzielt.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird hierfür vorgeschlagen, daß die dritte Verstelleinheit hergestellt ist aus dem Flügelrad der für eine Einlaß-Nocken­ welle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen ersten Verstelleinheit mit einem Verstellbereich von ca. 40° Nockenwellen-Drehwinkel und aus dem Zellenrad der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen zweiten Verstelleinheit mit einem Verstellbereich von ca. 30° Nockenwellen-Drehwinkel, wobei Flügelrad und Zellenrad über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen eine zu Verstellbeginn verriegelte Verstelleinheit für eine weitere Einlaß-Nocken­ welle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 30°.
In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die dritte Verstelleinheit hergestellt ist aus dem Flügelrad der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen zweiten Verstelleinheit mit einem Ver­ stellbereich von ca. 30°NW-Drehwinkel und aus dem Zellenrad der für eine Einlaß- Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen ersten Verstelleinheit mit einem Verstellbereich von ca. 40°NW-Drehwinkel, wobei Flügelrad und Zellenrad über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen der Sperreinrichtung eine zu Ver­ stell-Ende verriegelte Verstelleinheit für eine weitere Auslaß-Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 40°.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Flügel­ zellen-Verstelleinheiten beschrieben. Es zeigt
Fig. 1, 4 eine Flügelzellen-Verstelleinheit mit einem Zellenrad und einem ge­ sondert dargestellten Flügelrad für einen großen Verstellbereich,
Fig. 2, 5 eine Flügelzellen-Verstelleinheit mit einem Zellenrad und einem ge­ sondert dargestellten Flügelrad für einen kleinen Verstellbereich und
Fig. 3, 6 die erfindungsgemäß aus dem Flügelrad der Fig. 1 bzw. 5 und dem Zellenrad der Fig. 2 bzw. 4 kombinierte Flügelzellen-Verstelleinheit.
Gegeben ist eine erste Verstelleinheit 1 mit einem ersten Drehwinkel-Verstell­ bereich V1 und eine zweite Verstelleinheit 2 mit einem zweiten Verstellbereich V2, die jeweils mit einer Sperreinrichtung 3 zum Verriegeln eines jeweiligen Flügel­ rades 4, 4' mit einem jeweiligen Zellenrad 5, 5, ausgerüstet sind. Jedes Zellenrad 5, 5, umfaßt mindestens eine dem jeweiligen Verstellbereich V1 bzw. V2 angepaßte Zelle 6, 6', von denen jede durch einen Flügel 7, 7' des Flügelrades 4, 4' in beid­ seitig hydraulisch beaufschlagbare Kammern unterteilt ist, wie dies aus den bereits eingangs genannten Dokumenten der US 4,858,572 oder der DE 39 37 644 A beispielsweise bekannt ist.
Weiter ist der Zeichnung zu entnehmen, daß das Flügelrad 4 gemäß Fig. 1 und 4 der Verstelleinheit 1 zu Verstellbeginn VB1 und das Flügelrad 4' der Verstell­ einheit 2 der Fig. 2 und 5 zu Verstell-Ende VE2 verriegelbar ist.
Erfindungsgemäß sind die gemäß Fig. 1 bis 3 beispielsweise für eine Einlaß- Nockenwelle vorgesehene Flügelzellen-Verstelleinheit 1 mit einem relativ großen Drehwinkel-Verstellbereich V1 und die für eine am gleichen Motor für die Auslaß- Nockenwelle vorgesehene Verstelleinheit 2 mit einem geringeren Verstellbereich V2 derart gestaltet, daß eine gemäß Fig. 3 dritte Flügelzellen-Verstelleinheit 8 herstellbar ist aus dem Flügelrad 4 der Verstelleinheit 1 und dem Zellenrad 5' der zweiten Verstelleinheit 2 dadurch, daß beim Zellenrad 5' der Verstelleinheit 2 der Anfang VA2 des entsprechenden Verstellbereiches V2 mit dem Verstellbeginn VB1 des Verstellbereiches V1 der Verstelleinheit 1 identisch gewählt ist, wobei das Flü­ gelrad 4 der Verstelleinheit 1 mit dem Zellenrad 5' der Verstelleinheit 2 zu Verstell­ beginn VB1 bzw. VA2 verriegelt ist.
Die erfindungsgemäße Kombination der mit Ausnahme der Verstellbereiche V1 und V2 in ihren geometrischen Abmessungen identischen Flügelzellen-Verstelleinheiten 1 und 2 ermöglicht in vorteilhafter Weise ohne weitere zusätzliche Herstellmaß­ nahmen die Herstellung einer dritten Verstelleinheit 8, die aufgrund ihrer Verriege­ lung zu Verstellbeginn VA2 = VB1 relativ zu der Drehrichtung des Zellenrades 5, im Uhrzeigersinn als für eine Einlaß-Nockenwelle typische Spät-Verriegelung erkenn­ bar ist, wie in Fig. 1 dargestellt. Fig. 2 zeigt die für eine Auslaß-Nockenwelle konzipierte Flügelzellen-Verstelleinheit 2 mit einem im Startbereich der Brennkraft­ maschine relativ zur Drehrichtung im Uhrzeigersinn zum Verstell-Ende VE2 in "Früh-Stellung" verriegelten Flügelrad 4'.
Vorzugsweise ist die dritte Verstelleinheit 8 hergestellt aus dem Flügelrad 4 der für eine Einlaß-Nockenwelle einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine vorgesehenen Verstelleinheit 1 mit einem Verstellbereich V1 von ca. 40° Nockenwellen-Drehwinkel und aus dem mit einem Antriebsrad 9' verbundenen Zellenrad 5' der für eine Aus­ laß-Nockenwelle einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine vorgesehenen Ver­ stelleinheit 2 mit einem Verstellbereich V2 von ca. 30° Nockenwellen-Drehwinkel, wobei Flügelrad 4 und Zellenrad 5, über einen hydraulisch steuerbaren Sperr­ bolzen 10 der Sperreinrichtung 3 eine zu Verstellbeginn VA2 = B1 verriegelte Ver­ stelleinheit 8 für eine weitere Einlaß-Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen- Drehwinkel von 30°.
Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, wirkt eine am Flügelrad 4 für die Spät- Verriegelung der Verstelleinheit 1 ausgebildete Raststelle 11 mit dem im Zellenrad 5' steuerbar angeordneten Sperrbolzen 10 zusammen nach Art einer für eine Ein­ laß-Nockenwelle angestrebten Spät-Verriegelung.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung gemäß den Fig. 4 bis 6 sind die für eine Einlaß-Nockenwelle vorgesehene Flügelzellen-Verstelleinheit 1 mit einem relativ großen Drehwinkel-Verstellbereich V1 und die für eine am gleichen Motor für die Auslaß-Nockenwelle vorgesehene Verstelleinheit 2 mit einem geringeren Ver­ stellbereich V2 derart gestaltet, daß eine gemäß Fig. 6 dritte Flügelzellen-Ver­ stelleinheit 8' herstellbar ist aus dem Flügelrad 4' der Verstelleinheit 2 und dem Zellenrad 5 der Verstelleinheit 1 dadurch, daß beim Zellenrad 5 der Verstelleinheit 1 das Ende VE1 des entsprechenden Verstellbereiches V1 mit dem Verstell-Ende VE2 des Verstellbereiches V2 der Verstelleinheit 2 identisch gewählt ist, wobei das Flügelrad 4' der Verstelleinheit 2 mit dem Zellenrad 5 der Verstelleinheit 1 zu Ver­ stell-Ende VE1 = VE2 verriegelt ist.
Die gemäß den Fig. 4 bis 6 getroffene erfindungsgemäßem Kombination der mit Ausnahme der Verstellbereiche V1 und V2 in ihren geometrischen Ab­ messungen identischen Flügelzellen-Verstelleinheiten 1 und 2 ermöglicht in vor­ teilhafter Weise ohne weitere zusätzliche Herstellmaßnahmen die Herstellung einer dritten Verstelleinheit 8', die aufgrund ihrer Verriegelung zu Verstell-Ende VE1 = VE2 relativ zu der Drehrichtung des Zellenrades 5 im Uhrzeigersinn als für eine Auslaß-Nockenwelle typische Früh-Verriegelung erkennbar ist, wie in Fig. 5 dar­ gestellt. Fig. 4 zeigt die für eine Einlaß-Nockenwelle konzipierte Flügelzellen-Ver­ stelleinheit 1 mit einem im Startbereich der Brennkraftmaschine relativ zur Drehrich­ tung im Uhrzeigersinn zu Verstellbeginn VB1 in "Spät-Stellung" verriegelten Flügel­ rad 4.
Damit ist eine weitere dritte Verstelleinheit 8' erzielt aus dem Flügelrad 4' der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen zweiten Ver­ stelleinheit 2 mit einem Verstellbereich V2 von ca. 30°NW-Drehwinkel und aus dem Zellenrad 5 der für eine Einlaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vor­ gesehenen ersten Verstelleinheit 1 mit einem Verstellbereich V1 von ca. 40°NW- Drehwinkel, wobei Flügelrad 4' und Zellenrad 5 über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen 10 der Sperreinrichtung 3 eine zu Verstell-Ende VE1 = VE2 verriegelte Verstelleinheit 8' für eine weitere Auslaß-Nockenwelle bilden mit einem Nocken­ wellen-Drehwinkel von 40°.
Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, wirkt eine am Flügelrad 4' für die Früh- Verriegelung der Verstelleinheit 2 ausgebildete Raststelle 12 mit dem im Zellenrad 5 steuerbar angeordneten Sperrbolzen 10 zusammen nach Art einer für eine Aus­ laß-Nockenwelle angestrebten Früh-Verriegelung.

Claims (3)

1. Herstellung einer aus einem Flügelrad und einem Zellenrad gebildeten Drehwinkel-Verstelleinheit, insbesondere für Nockenwellen von Brennkraft­ maschine,
  • - gegeben eine erste Verstelleinheit (1) mit einem ersten Drehwinkel- Verstellbereich (V1) und eine zweite Verstelleinheit (2) mit einem zweiten Drehwinkel-Verstellbereich (V2), jeweils
  • - ausgerüstet mit einer Sperreinrichtung (3) zum Verriegeln des jewei­ ligen Flügelrades (4, 4') mit dem jeweiligen Zellenrad (5, 5'), wobei
  • - das Flügelrad (4) der einen Verstelleinheit (1) zu Verstellbeginn (VB1) und das Flügelrad (4') der anderen Verstelleinheit (2) zu Ver­ stell-Ende (VE2) verriegelbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
  • - daß eine dritte Verstelleinheit (8, 8') herstellbar ist aus dem Flügelrad (4, 4') der einen Verstelleinheit (1, 2) und dem Zellenrad (5, 5') der anderen Verstelleinheit (2, 1) dadurch, daß
  • - beim Zellenrad (5, 5') dieser Verstelleinheit (1, 2) der Anfang (VA2) oder das Ende (VE1) des entsprechenden Verstellbereiches (V2, V1) mit dem Verstellbeginn (VB1) oder dem Verstell-Ende (VE2) des Verstellbereiches (V1, V2) jener Verstelleinheit (1, 2) identisch ge­ wählt ist, wobei
  • - das Flügelrad (4, 4') mit dem Zellenrad (5, 5') zu Verstellbeginn (VB1 = VA2) oder zu Verstell-Ende (VE1 = VE2) verriegelt ist.
2. Herstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die dritte Verstelleinheit (8) hergestellt ist aus dem Flügelrad (4) der für eine Einlaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorge­ sehenen ersten Verstelleinheit (1) mit einem Verstellbereich (V1) von ca. 40°NW-Drehwinkel und
  • - aus dem Zellenrad (5') der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen zweiten Verstelleinheit (2) mit einem Verstellbereich (V2) von ca. 30°NW-Drehwinkel, wobei
  • - Flügelrad (4) und Zellenrad (5') über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen (10) der Sperreinrichtung (3) eine zu Verstellbeginn (VB1 = VA2) verriegelte Verstelleinheit (8) für eine weitere Einlaß- Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 30°.
3. Herstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die dritte Verstelleinheit (8') hergestellt ist aus dem Flügelrad (4') der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vor­ gesehenen zweiten Verstelleinheit (2) mit einem Verstellbereich (V2) von ca. 30°NW-Drehwinkel, und
  • - aus dem Zellenrad (5) der für eine Einlaß-Nockenwelle einer Brenn­ kraftmaschine vorgesehenen ersten Verstelleinheit (1) mit einem Verstellbereich (V1) von ca. 40°NW-Drehwinkel, wobei
  • - Flügelrad (4') und Zellenrad (5) über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen (10) der Sperreinrichtung (3) eine zu Verstell-Ende (VE1 = VE2) verriegelte Verstelleinheit (8') für eine weitere Auslaß- Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 40°.
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