DE19807315A1 - Antriebsvorrichtung für eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Antriebsvorrichtung für eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, umfassend ein mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung stehendes An­ triebsrad, das über eine innenachsige Zahnradmaschine auf die Nockenwelle an­ treibend einwirkt.

Eine derartige Antriebsvorrichtung bzw. ein derartiger Aggregateantrieb mit einer innenachsigen Zahnradmaschine als Untersetzungsgetriebe für in einer Brennkraft­ maschine oben liegend angeordnete Nockenwellen wurde bereits in der deutschen Patentanmeldung 197 09 817 vorgeschlagen. Ziel dieses Vorschlages ist, die ent­ sprechend dem Arbeitsverfahren der Brennkraftmaschine erforderliche Drehzahl der Nockenwelle durch Zwischenschaltung einer kleinbauenden, innenachsigen Zahn­ radmaschine zwischen dem kurbelwellenseitigen Antriebsrad und der Nockenwelle zu bewirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine gattungsgemäße Antriebsvor­ richtung einer Nockenwelle über eine innenachsige Zahnradmaschine eine weitere Verwendung aufzuzeigen.

Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, daß die innenachsige Zahnradmaschine in Kombination mit einem steuer-/regelbaren Stellmotor als eine Drehwinkel-Verstelleinrichtung für die Nockenwelle dient.

Der Vorteil der Erfindung ist in der zweifachen Verwendung einer innenachsigen Zahnradmaschine als Untersetzungsgetriebe einerseits und als mechanische Dreh­ winkel-Verstelleinrichtung andererseits zu sehen, womit in vorteilhafter Weise eine gesonderte Drehwinkel-Verstelleinrichtung sich erübrigt und ferner der Stellmotor in seiner Ausgestaltung freier wählbar ist.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist dadurch erreicht, daß ein Außenrotor der Zahnradmaschine mit der Nockenwelle in drehfester Verbindung steht und daß der vom Antriebsrad angetriebene Innenrotor im Außenrotor mit dem Antriebsrad relativ drehwinkelverstellbar verbunden ist, was in weiterer baulich vorteilhafter Weise einfach dadurch erreicht ist, daß die drehwin­ kelverstellbare Verbindung ein gesteuert/geregelt axial verstellbares Schiebe­ element mit einer kombinierten Gerad-/Schräg-Verzahnung umfaßt.

Diese vorteilhafte Ausgestaltung bietet sich für eine Brennkraftmaschine an, die auf­ grund von Einbaumaßen kurzbauend zu gestalten ist.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Innenrotor und ein Außenrotor über eine Schrägverzahnung miteinander in einem Dreh-/Hub-Eingriff stehen, wobei der mit dem Antriebsrad über eine Geradverzah­ nung drehfest verbundene Innenrotor über den Stellmotor relativ zum Außenrotor axial hubverstellbar ist zur Drehwinkelverstellung der Nockenwelle.

Während bei der ersten Ausgestaltung der Erfindung die Drehwinkel-Verstellung der Nockenwelle durch eine dem Innenrotor über den Stellmotor überlagerte Dreh­ winkel-Bewegung erzielt ist, ist bei der zweiten Ausführung der Erfindung der mit der Nockenwelle drehfest verbundene Außenrotor drehwinkelverstellt über die Schräg­ verzahnung mittels des axial verstellbaren Innenrotors. Bei ausreichendem Bauraum an der Brennkraftmaschine ist ein in Axialerstreckung längerer Außenrotor erforder­ lich zur Ausbildung einer entsprechend in axialer Richtung langen Schrägverzahnung, so daß über die stellmotorseitig lediglich erforderliche Ge­ radverzahnung ein einfacher Aufbau des Stellmotors erzielt ist.

Die erfindungsgemäße Verwendung einer innenachsigen Zahnradmaschine als Ge­ triebe einerseits und als Drehwinkel-Verstelleinrichtung andererseits bietet auch im Hinblick auf die Montage an der Brennkraftmaschine und bezüglich einer Einstellung des Zahnradspiels zusätzliche Vorteile. Diese sind erfindungsgemäß dadurch er­ zielt, daß der Stellmotor mit dem Antriebsrad und dem Innenrotor eine Baueinheit bildet und die Außenkontur des Stellmotors gegenüber dem Außendurchmesser des Antriebsrades größer gewählt ist derart, daß die Baueinheit in eine maschinenseitige Durchbrechung mittels Einschub positionierbar ist.

In weiterer Ausgestaltung dieses Vorschlages weist der Stellmotor eine zylindrische Außenkontur auf, zu der die Drehachse des Innenrotors für einen Zahnspielaus­ gleich mit dem Außenrotor entsprechend exzentrisch angeordnet ist.

Mit der Kombination beider Ausgestaltungen kann nach dem Einschub der Bau­ einheit durch Drehbewegungen nach beiden Richtungen das Zahnspiel festgestellt und mittels Festlegung der Baueinheit relativ zur Brennkraftmaschine festgelegt bleiben.

Die Erfindung ist anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungs­ beispiele beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine erste erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit einem dreh­ winkel-verstellbaren Innenrotor,

Fig. 2 die innenachsige Zahnradmaschine mit Antriebsrad in einer Stirn­ ansicht, und

Fig. 3 eine zweite Antriebsvorrichtung mit einer innenachsigen Zahnrad­ maschine mit Schrägverzahnung.

Eine Antriebsvorrichtung 1 für eine lediglich abschnittsweise dargestellte Nocken­ welle 2 einer lediglich angedeuteten Brennkraftmaschine 3 umfaßt ein mit einer Kur­ belwelle der Brennkraftmaschine 3 beispielsweise über eine Kette 4 in Antriebs­ verbindung stehendes Antriebsrad 5, das über eine innenachsige Zahnradmaschine 6 auf die Nockenwelle 2 antreibend einwirkt.

Die zur Erzielung einer Antriebsvorrichtung 1 von kleinem Einbauraum vorgesehene innenachsige Zahnradmaschine 6 als bevorzugtes Untersetzungsgetriebe ist erfin­ dungsgemäß einer weiteren bzw. zusätzlichen Verwendung zugeführt. Diese kenn­ zeichnet sich dadurch, daß die innenachsige Zahnradmaschine 6 bzw. 6' in Kombi­ nation mit einem steuer-/regelbaren Stellmotor 7 bzw. 15 als eine Drehwinkel-Ver­ stelleinrichtung 8, 8' für die Nockenwelle 2 dient.

Hierfür sind gemäß den Fig. 1 und 3 verschiedene Ausgestaltungen der An­ triebsvorrichtungen 1 und 1' aufgezeigt. Bei der Antriebsvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 steht ein Außenrotor 9 der Zahnradmaschine 6 mit der Nockenwelle 2 in dreh­ fester Verbindung, wobei der vom Antriebsrad 5 angetriebene Innenrotor 10 im Außenrotor 9 mit dem Antriebsrad 5 relativ drehwinkelverstellbar verbunden ist. Für die relative Drehwinkelverstellbarkeit des Innenrotors 10 relativ zum Antriebsrad 5 kann beispielsweise ein gesteuert/geregelt axial verstellbares Schiebeelement (nicht gezeigt) mit einer kombinierten Gerad-/Schräg-Verzahnung vorgesehen sein. Die­ ses nicht gezeigte Schiebeelement ist beispielsweise innenseitig über die Gerad- Verzahnung mit dem Innenrotor 10 drehfest verbunden und außenseitig über eine Schrägverzahnung mit einer korrespondierenden Verzahnung im Antriebsrad 5 drehfest verbunden, wobei beispielsweise ein mechanischer, elektrischer oder hy­ draulischer Stellmotor 7 gegenläufige Hubbewegungen des Schiebeelementes be­ wirkt.

Demgegenüber unterscheidet sich die in Fig. 3 gezeigte Antriebsvorrichtung 1' dadurch, daß ein Innenrotor 11 und ein Außenrotor 12 über eine Schrägverzahnung 13 miteinander in einem Dreh-/Hub-Eingriff stehen, wobei der mit dem Antriebsrad 14 über eine Geradverzahnung drehfest verbundene Innenrotor 11 über den Stell­ motor 15 relativ zum Außenrotor 12 axial hubverstellbar ist zur Drehwinkelverstel­ lung der Nockenwelle 2 relativ zu dem über die Kette 4 angetriebenen Antriebsrad 14.

Im Hinblick auf eine vorteilhaft einfache Montage sowie einen Zahnspielausgleich gilt für beide Antriebsvorrichtungen 1 und 1' gemeinsam, daß der Stellmotor 7 bzw. 15 mit dem Antriebsrad 5 bzw. 14 und dem Innenrotor 10 bzw. 11 jeweils eine Bau­ einheit 16 bildet, wobei die Außenkontur 17 des jeweiligen Stellmotors 7 bzw. 15 gegenüber dem Außendurchmesser des jeweiligen Antriebsrades 5 bzw. 14 größer gewählt ist derart, daß die jeweilige Baueinheit 16 in eine maschinenseitige Durch­ brechung 18 für eine einfache Montage mittels Einschub positionierbar ist.

Weiter weist jeder Stellmotor 7 bzw. 15 vorzugsweise eine zylindrische Außenkontur 17 auf, zu der die jeweilige Drehachse 19 bzw. 19' des jeweiligen Innenrotors 10 bzw. 11 für einen Zahnspielausgleich mit dem jeweiligen Außenrotor 9 bzw. 12 ent­ sprechend exzentrisch angeordnet ist.

Claims (6)

1. Antriebsvorrichtung für eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine,

• - umfassend ein mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (3) in Antriebsverbindung stehendes Antriebsrad (5,14), das
• - über eine innenachsige Zahnradmaschine (6, 6') auf die Nockenwelle (2) antreibend einwirkt, dadurch gekennzeichnet,
• - daß die innenachsige Zahnradmaschine (6, 6') in Kombination mit einem steuer-/regelbaren Stellmotor (7, 15) als eine Drehwinkel-Ver­ stelleinrichtung (8, 8') für die Nockenwelle (2) dient.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Außenrotor (9) der Zahnradmaschine (6) mit der Nockenwelle (2) in drehfester Verbindung steht, und
• - daß der vom Antriebsrad (5) angetriebene Innenrotor (10) im Außen­ rotor (9) mit dem Antriebsrad (5) relativ drehwinkelverstellbar verbun­ den ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehwinkelverstellbare Verbindung ein gesteuert/geregelt axial verstellbares Schiebeelement mit einer kombinierten Gerad-/Schräg-Verzahnung umfaßt.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Innenrotor (11) und ein Außenrotor (12) über eine Schräg­ verzahnung (13) miteinander in einem Dreh-/Hub-Eingriff stehen, wo­ bei
• - der mit dem Antriebsrad (14) über eine Geradverzahnung drehfest verbundene Innenrotor (11) über den Stellmotor (15) relativ zum Außenrotor (12) axial hubverstellbar ist zur Drehwinkelverstellung der Nockenwelle (2).

5. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Stellmotor (7, 15) mit dem Antriebsrad (5, 14) und dem In­ nenrotor (10, 11) eine Baueinheit (16) bildet, und
• - die Außenkontur (17) des Stellmotors (7, 15) gegenüber dem Außen­ durchmesser des Antriebsrades (5,14) größer gewählt ist derart,
• - daß die Baueinheit (16) in eine maschinenseitige Durchbrechung (18) mittels Einschub positionierbar ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Stellmotor (7, 15) eine zylindrische Außenkontur (17) auf­ weist, zu der
• - die Drehachse (19, 19') des Innenrotors (10, 11) für einen Zahn­ spielausgleich mit dem Außenrotor (9, 12) entsprechend exzentrisch angeordnet ist.