DE19746529A1 - Vorrichtung zur stufenlos variablen Steuerzeitenverstellung für Ein- und Auslaßventile von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zur stufenlos variablen Steuerzeitenverstellung für Ein- und Auslaßventile von Brennkraftmaschinen

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DE19746529A1
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Ruediger Ufermann
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Classifications

    • 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
    • F01L1/352—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 bevel or epicyclic gear

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Ventilsteuerungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 an­ gegebenen Art.
Steuervorrichtungen für Brennkraftmaschinen haben eine große Verbreitung erfahren und werden in vielfältigen Technologien eingesetzt, die jedoch überwiegend einer aufwendigen Steuerungsmechanik bedürfen.
Die Steuervorrichtung der Eingangs genannten Art unterscheidet sich vorrangig von anderen Techno­ logien dadurch, daß Einlaß- und Auslaßventile durch eine einfache Steuervorrichtung mit beliebiger Phase zueinander verstellt werden können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kostengün­ stige, kleinbauende, verlustleistungsarme, schnellschaltende und funktionssichere Vorrichtung zur Ventilsteue­ rung von Brennkraftmaschinen unter Einsatz eines Steuerorgans der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genann­ ten Art zu schaffen, mit der die vorgegebenen Aktionen erfindungsgemäß erfüllt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Wei­ terbildungen der Erfindung sind durch die von diesem Anspruch abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.
In folgendem wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit vier Zeichnungen beschrieben.
Dabei zeigen:
Fig. 1 und Fig. 2 vereinfachte Schnittzeichnungen in Seiten- bzw. in Vorderansicht. Der Stator 1 ist fest mit dem Motorgehäuse 17 verbunden und die die Nockenwelle 4 achsialkonzentrisch durchdringende Stell­ welle 3 wird von dem Rotor 2 , der vorzugsweise als Schrittmotorrotor ausgelegt ist und über das Zentra­ le-Motor-Management gegenüber seiner jeweiligen Position zum Kurbelwellenwinkel abgefragt wird, treibt mit ihrem Stellwellenritzel 13 die Zahnräder 8, 9 an, wobei das Zahnrad 12 in das Zahnkranzsegment 18 eingreift und die Nockenwelle 4 mit den Nocken 6 in positiver oder negativer Relativbewegung um den Winkel α bzw. β gegenüber 0° Stellwinkel des Nockenwellentriebrades 14 verstellt, wobei der Nockenwel­ lenstellring 10 mit der Ringnut 16 durch die Nabe 15 geführt wird. Die Widerstandssituation des Ge­ triebes aus 2, 3, 9, 12, 10, 14 ist so ausgelegt, daß die auf den Nockenwellenstellring 10 einwirkenden Kräfte keine Verstellung der Nockenwelle 4 vornehmen. Falls erforderlich kann über den Rotor 2 aktuell oder permanent ein regulierendes Gegenmoment gebildet werden.
Fig. 3 und Fig. 4 eine Ausführungsform bei der das Zahnrad 20 mit den Ritzeln 19, 21 versehen ist, die jeweils gleichzeitig auf das Zahnkranzsegment 22 und das Nockenwellenantriebsrad-Zahnkranzsegment 23 einwirken.
Bezugszeichenliste
1
Stator
2
Rotor
3
Stellwelle
4
Nockenwelle
5
Nockenwellenlager
6
Nocken
7
Nockenwellenlager
8
Zahnradlager
9
Zahnrad
10
Nockenwellenstellring
11
Zahnradlager
12
Zahnrad
13
Stellwellenritzel
14
Nockenwellentriebrad
15
Nabe
16
Ringnut
17
Motorgehäuse
18
Zahnkranzsegment
19
Ritzel
20
Zahnrad
21
Ritzel
22
Zahnkranzsegment
23
Nockenwellentriebsrad-Zahnkranzsegment

Claims (6)

1. Steuervorrichtung für Ein- und Auslaßventile von Brennkraftmaschinen aus Metall, Keramik, Kunst­ stoffen oder deren Kombinationen zur stufenlosen variablen Steuerzeitenverstellung und zur Ventilabschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Rotor (2) und den Stator (1), der form oder kraftschlüssig mit dem Motorgehäuse (17) verbunden ist, angetriebene Stellwelle (3) achsialkonzentrisch die Nockenwelle (4) durchläuft und über ihr Stellwellenritzel (13) über das Zahnrad (9) und das Zahnrad (12, 20) das Zahnkranz­ segment (18, 22) in positiver oder negativer Relativbewegung um den Winkel α bzw. β gegenüber 0° Stellwin­ kel des Nockenwellentriebrades (14) verstellt, wobei der Nockenwellenstellring (10) mit der Ringnut (16) durch die Nabe (15) geführt wird und die Zahnräder (9, 12, 20) auch außerhalb des Nockenwellentriebrades (14) montiert sein können, wobei die Stellwelle (3) das Nockenwellentriebrad (14) durchdringt und die Zahnkranzsegmente (18, 22) und das Nockenwellentriebsrad-Zahnkranzsegment (23) um 360° geführt wer­ den können, wobei alle Winkelcodierungen des Rotors (2) , der vorzugsweise als Schrittmotor ausgelegt ist, über das Zentrale Motor-Managementgegenüber dem jeweiligen Kurbelwellenwinkel gesteuert werden.
2. Steuervorrichtung für Ein- und Auslaßventile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandssituation der Getriebe aus (2, 3, 9, 10, 14) oder (19, 20, 21, 22, 23) so ausgelegt sind, daß durch die auf den Nockenwellenstellring (10) einwirkenden Kräfte durch Riemen- oder Kettentrieb keine ungewollte Win­ kelverstellung hervorrufen und/oder daß durch den Rotor (2) aktuell oder permanent das jeweils erforderliche Gegenmoment bereitgestellt wird.
3. Steuervorrichtung für Ein- und Auslaßventile nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch elektromechanische, hydraulische oder Elektro-Rheologisch-Fluidische (ERF) Kupplungen zwischen der Stellwelle (3) und der Nockenwelle (4) eine form- oder kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird.
4. Steuervorrichtung für Ein- und Auslaßventile nach einem der Ansprüche l bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rotor (2) als Generator geschaltet werden kann.
5. Steuervorrichtung für Ein- und Auslaßventile nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebselement aus (1, 2) über eine Über- oder Untersetzung mit der Stellwelle (3) direkt oder indirekt verbunden ist.
6. Steuervorrichtung für Ein- und Auslaßventile nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebselement aus (1, 2) direkt vor dem Nockenwellentriebrad (14) oder dem Kurbellen­ trieb angebracht ist und daß der Stator (1) mit dem Motorgehäuse (17) über eine entsprechende Mechanik kraft- oder formschlüssig verbunden ist, wobei die Nockenwelle (4) nicht achsialkonzentrisch durchbohrt ist.
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