DE2822147A1 - Nockenwellenanordnung, insbesondere fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Nockenwellenanordnung, insbesondere fuer eine brennkraftmaschineInfo
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Description
Nockenwellenanordnung, ins"besondere
für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung "betrifft eine Nockenwellenanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs.
Wenn im folgenden stets Bezug auf den Haupteinsatzfall der Erfindung,
nämlich eine Nockenwellenanordnung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere
eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine, genommen wird, bedeutet
dies keine Beschränkung auf diesen Fall; vielmehr ist die Erfindung mit Vorteil auch im Rahmen der Steuerung anderer Antriebe einsetzbar.
Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich eine Viertakt-Brennkraftmaschine, so bestimmt bekanntlich die Form
der Ein- und Auslaßnocken in starkem Maße den Drehmomentverlauf, die
Nenndrehzahl, den Leerlauf, den Kraftstoffverbrauch und die Abgasemission
der Maschine. Maßgebend für diese Punkte sind die Öffnungszeiten der Ein- und Auslaßventile in Bezug auf die Totpunkte der Bewegungen
der Kolben der Maschine, woraus sich die durch die Nocken zu verwirklichenden Steuerzeiten der Ventile ergeben. Allgemein kann
gesagt werden, daß mit engen Einlaßnocken Steuerzeiten realisiert
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Vorsitzender Vorstand: Toni Schmüdcer, Vorsitzender · Horst Bedesmann · Prof. Dr. tedin. Ernst Fiale · Dr. jur. Peter Frerk
das Aufsichtsrats: Günter Hartwien · Horst Münzner ■ Dr. rer. pol. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl · Prof. Dr. rar. pol. Friedrldi Thomee
Hans Birnbaum sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB
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werden können, die einen guten Liefergrad "bei kleinen Drehzahlen
(elastischer Motor) gewährleisten. Mit einem breiten Nocken erzielt
man jedoch höhere Leistungen hei hohen Drehzahlen, muß dann allerdings
einen Drehmomentverlust bei niedrigen Drehzahlen in Kauf nehmen.
Die Steuerzeiten beeinflussen jedoch auch die Abgasemission: Je früher
die Auslaßventile öffnen, desto früher wird der Oxidationsvorgang im Brennraum unterbrochen und desto größer ist der HC-Anteil im
Abgas. Wird der Schließzei'tpunkt des Auslaßventils in Richtung früher
verlegt, so steigt der Restgasanteil im Abgas, und der HOx-Anteil
wird reduziert. Denselben Effekt hat eine Verlegung des Öffnungszeitpunkts
der Einlaßventile in Richtung früher. Dagegen hat der Schließzeitpunkt der Einlaßventile praktisch keinen Einfluß auf
die Abgasemission.
Bisher waren die Verhältnisse bei verschiedenen Steuerzeiten der Ein-
und der Auslaßventile getrennt betrachtet worden. Großen Einfluß auf die Abgaszusammensetzung hat jedoch auch die Größe der Überschneidung
der Öffnungszeiten von Ein- und Auslaßventilen: Eine große Überschneidung
im oberen Totpunkt ergibt einen unrunden Leerlauf und einen erhöhten Leerlaufverbrauch; im Abgas finden sich höhere HC- und
CO-Anteile bei geringeren HOx-Anteilen. Eine Verringerung der tJberschneidung
verbessert den Leerlauf, verringert den Verbrauch und reduziert die HC- und die CO-Anteile. Einen Sonderfall stellt in diesem
Zusammenhang ein Dieselmotor dar, da bei ihm im Hinblick auf die ■Unterdrückung des Kalt-Hagelns eine große Überschneidung im oberen
Totpunkt wünschenswert sein kann.
Schon aus diesen Darlegungen folgt anschaulich, daß Ein- und Auslaßnocken
konstanter Breite und konstanter Spreizung (Abstand zwischen ihren Scheiteln) nur einen Kompromiß für die verschiedenen Drehzahlen
und Lasten der Maschine darstellen können.
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Daher ist in der DE-OS 19 24 114, I1OIl, i/08, bereits eine Nockenwellenanordnung
gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs "beschrieben, deren Hocken aus zwei gegeneinander verschwenkbaren Teilnocken bestehen,
so daß die Breite des zusammengesetzten Nockens durch Relativverschwenkungen
der beiden Wellen verändert werden kann. Diese ReIatiwerschwenkungen
erfolgen mittels einer nach Art eines Fliehkraftreglers aufgebauten Einrichtung, deren Gewicht etwa sichelähnlich ist
und bei Drehzahländerungen um einen exzentrischen Schwenkpunkt an dem Antriebsrad entgegen der Kraft einer Rückstellfeder schwenkt. Diese
Schwenkbewegungen werden über ein Gestänge auf die nicht starr mit dem Antriebsrad gekoppelte der beiden Wellen übertragen. Nachteilig
ist bei dieser bekannten Anordnung, daß offensichtlich trotz eines recht hohen konstruktiven Aufwands für die Einrichtung die Verstellcharakteristik,
also der Zusammenhang zwischen der Größe der Relativschwenkungen zwischen den beiden Wellen und der jeweiligen Drehzahl,
nicht frei gewählt werden kann, sondern bestimmt ist durch die Charakteristik der Rückstellfeder in Verbindung mit dem Gewicht des Fliehkraftreglers.
Im Prinzip wäre demgegenüber die Erzielung einer größeren Freiheit
hinsichtlich der TerStellcharakteristik bei der Konstruktion nach der
DE-OS 19 47 362, F011, 1/34, möglich. Diese bekannte Anordnung bezieht
pich auf die Änderung der Spreizung zwischen Ein- und Auslaßnocken in Abhängigkeit von der Drehzahl, d.h. auf die Relatiwerschwenkung
zwischen gesamten Nocken. Die Konstruktion ist jedoch abgestellt auf das Vorhandensein von zwei fluchtenden Wellen, deren
einander zugekehrte Enden im Bereich des Antriebsrads gekoppelt sind über Segmente, die unter Zwischenlage von Federn und Gewichten eines
Fliehkraftreglers miteinander gekoppelt sind. Abgesehen davon, daß demgemäß diese bekannte Anordnung eine bestimmte relative Lage der
Ein- und Auslaßventile erfordert, gibt sie, sofern nicht eine zweite Einrichtung vorgesehen ist, nur die Möglichkeit der Verschwenkung einer
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der beiden Wellen relativ zur anderen Welle, nicht aber der Verschwenkung
relativ zum oberen Totpunkt. Eine Änderung der Breite
eines Nockens ist nicht möglich.
eines Nockens ist nicht möglich.
Schließlich sei als Stand der Technik noch die DE-OS 20 29 911, I1OIl,
1/O8, erwähnt, bei der jedem Nocken individuell eine Einrichtung zur
fiktiven Änderung der Nockenbreite in Abhängigkeit von der Drehzahl
zugeordnet ist. Dies wird erreicht durch eine drehzahlabhängige Änderung der "bezüglich der Wellenachse exzentrischen Lage einer Schwenkachse des Nockens.
zugeordnet ist. Dies wird erreicht durch eine drehzahlabhängige Änderung der "bezüglich der Wellenachse exzentrischen Lage einer Schwenkachse des Nockens.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwellenanordnung
der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art so auszubilden, daß mit geringem konstruktiven Aufwand jede von dem der Anordnung zugeordneten
Antrieb her erforderliche Verstellcharakteristik erzielbar ist, und zwar unabhängig davon, ob durch die Relativverschwenkungen
der beiden Wellen eine Änderung der Nockenbreite oder der Spreizung
erzielt werden soll. Auch soll die Erfindung vom Prinzip her die Möglichkeit geben, Verschwenkungen relativ zum oberen Totpunkt und nicht nur Verschwenkungen einer der beiden Wellen relativ zur anderen Welle vorzunehmen. Während die bekannten Konstruktionen auf die Berücksichtigung der Drehzahl als Parameter abgestellt sind, soll die Erfindung vom Prinzip her auch die Möglichkeit bieten, einen anderen Parameter, beispielsweise die Last, gegebenenfalls zusätzlich zu berücksichtigen.
der beiden Wellen eine Änderung der Nockenbreite oder der Spreizung
erzielt werden soll. Auch soll die Erfindung vom Prinzip her die Möglichkeit geben, Verschwenkungen relativ zum oberen Totpunkt und nicht nur Verschwenkungen einer der beiden Wellen relativ zur anderen Welle vorzunehmen. Während die bekannten Konstruktionen auf die Berücksichtigung der Drehzahl als Parameter abgestellt sind, soll die Erfindung vom Prinzip her auch die Möglichkeit bieten, einen anderen Parameter, beispielsweise die Last, gegebenenfalls zusätzlich zu berücksichtigen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch
die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausbildungen'der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei bezüglich der Merkmale des Anspruchs 14 darauf hinzuweisen ist, daß sie Bedeutung auch
dann haben, wenn die Nockenwellenanordnung eine andere Einrichtung zur Erzielung von Verschwenkungen der Wellen enthält. Die Konstruktion
gemäß Anspruch 14 bietet nämlich infolge der radialen Abstützung des
von der Innenwelle angetriebenen Nockens oder Teilnockens auf der ein höheres Widerstandsmoment als die Innenwelle aufweisenden äußeren
die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausbildungen'der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei bezüglich der Merkmale des Anspruchs 14 darauf hinzuweisen ist, daß sie Bedeutung auch
dann haben, wenn die Nockenwellenanordnung eine andere Einrichtung zur Erzielung von Verschwenkungen der Wellen enthält. Die Konstruktion
gemäß Anspruch 14 bietet nämlich infolge der radialen Abstützung des
von der Innenwelle angetriebenen Nockens oder Teilnockens auf der ein höheres Widerstandsmoment als die Innenwelle aufweisenden äußeren
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Hohlwelle den Vorteil, daß die Innenwelle und damit die konzentrische
Doppelnockenwelle, bestehend aus Innen- und Hohlwelle, mit relativ kleinem Durchmesser ausgeführt sein kann.
Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Figuren erläutert. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete Nockenwellenanordnung für eine
Brennkraftmaschine mit Ein- und Auslaßventilen, Figur 2 den in Figur 1 mit II-II bezeichneten Querschnitt. Die Figuren 3 tuid 4 zeigen
im Längsschnitt bzw. in Stirnansicht eine erste Ausführungsmöglichkeit der am Antriebsrad angeordneten Einrichtung zur Verschwenkung
der beiden Wellen in Abhängigkeit von der Nockenwellendrehzahl als
Parameter, wobei hier der einfachste Fall, nämlich die Verschwenkung einer der beiden Wellen gegen die andere, die drehfest mit dem Antriebsrad
verbunden ist, zugrundegelegt wurde. In dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5 und 6 dagegen, die wiederum einen Längsschnitt
bzw. eine Stirnansicht zeigen, können die beiden Wellen unabhängig voneinander in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahl gegen
den oberen Totpunkt verschwenkt werden. Die Figuren J, 10 und 11 zeigen
verschiedene mögliche Ausgestaltungen eines mit zwei seitlichen Verstellkurven versehenen Kurventrägers, wie er in dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5 und 6 Einsatz finden kann. Während in den
bisher behandelten Ausführungsbeispielen der Erfindung eine drehzahlabhängige Verschwenkung ganzer Nocken zusammen mit der ihnen jeweils
zugeordneten Welle erfolgt, zeigt Figur 12 in einem Längsschnitt eine
Möglichkeit zur drehzahlabhängigen Änderung der Breite eines Nockens.
Die Figuren 7 und 8 schließlich zeigen in einem Längsschnitt bzw. in
Stirnansicht eine Ausführungsform der Erfindung, bei der voneinander
unabhängige Verschwenkungen beider Wellen relativ zum oberen Totpunkt
in Abhängigkeit sowohl von der Drehzahl als auch von der Last der Maschine erfolgen.
Betrachtet man nun zunächst die Figuren 1 und 2, so enthält die Nocken-
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Wellenanordnung die innere Welle 1 und die äußere Hohlwelle 2 in konzentrischer
Anordnung. Auf der Hohlwelle 2 ist das bei 3 nur angedeutete Antriebsrad der Nockenwellenanordnung gelagert, dessen Aufbau
und Verbindung mit der Hohlwelle 2 im folgenden noch erläutert wird und das beispielsweise als Zahnrad ausgebildet sein kann, das über
ein Getriebe zur Erzielung synchroner Drehbewegungen mit der eigentlichen Brennkraftmaschine in Verbindung steht.
Die Hohlwelle 2 trägt ferner - abgesehen von Lagern 4 und 5» die hier
nicht interessieren - in drehfester Verbindung zwei Auslaßnocken β und 7 j die hier auf etwas erhabene Bereiche der Hohlwelle 2 aufgeschrumpft
sind.
In drehfester Verbindung mit der Innenwelle 1 dagegen stehen die beiden
Einlaßnocken 8 und $, die auf der Hohlwelle 2 in axialer Richtung
durch Scheiben 10, 11 bzw. 12, 13 festgelegt sind, dagegen in Umfangsrichtung
auf der Hohlwelle 2 drehbar sind. Die entsprechende Konstruktion wird im folgenden anhand Figur 2 für den Einlaßnocken 8 erläutert;
der Einlaßnocken 9 ist identisch aufgebaut, lediglich gegen
den Einlaßnocken 8 um die Achse 14 der Anordnung verschwenkt.
Die Hohlwelle 2 weist die Ausnehmung 15 (siehe Figur 2) zum Durchtritt
des Mitnehmers 16 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel durch
die Schraube 17 fest mit der Innenwelle 1 verbunden ist. Der Mitnehmer 16 ragt in die innere Hut 18 des eigentlichen Nockens 19 hinein,
die nach der in Figur 1 rechten Stirnseite des Nockens 19 zu offen
ist, so daß dieser nach Einführen der Innenwelle 1 in die Hohlwelle 2 und Festschrauben des Mitnehmers 16 an der Innenwelle 1 in Figur 1
von links her über den Mitnehmer in seine dargestellte Endlage geschoben werden kann. Anschließend wird durch Einsetzen des Ringes 10
der eigentliche Nocken 19 in seiner axialen Lage gesichert.
Der eigentliche Nocken 19 weist eine die Ausnehmung 15 in der
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Hohlwelle 2 allseitig übergreifende Schulter 20 auf, so daß er sich
auf der Hohlwelle 2 und nicht auf der Innenwelle 1 in radialen Eichtungen
abstützt. Die Innenwelle 1 wird demgemäß nur von auf den Nokken 19 in Umfangsrichtung wirkenden Kräften beaufschlagt, nämlich
über den Mitnehmer 16, während radial gerichtete Kräfte von der ein
großes Widerstandsmoment besitzenden Hohlwelle 2 aufgenommen werden.
Im folgenden werden nun anhand der Figuren 3 und 4 sowie 5 und 6 zwei Konstruktionen zur drehzahlabhängigen Verschwenkung der beiden
wiederum mit 1 und 2 bezeichneten Wellen erläutert; das Antriebsrad ist wie in Figur 1 mit 3 bezeichnet.
Betrachtet man zunächst das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3
und 4» so ist hier das Antriebsrad 3 über die Keilverbindung 30 drehfest
mit der Hohlwelle 2 verbunden. Im Antriebsrad befindet sich die stegartige radiale Führung 31 für den mit dem Fliehkraftgewicht 32
verbundenen Kurventräger 33» auf dem unter der Wirkung der Druckfeder
34» die sich zwischen den Auflagen 35 an dem Tasthebel 36 und 37
am Antriebsrad 3 erstreckt, dauernd der Stift 38 des Tasthebels 36
abstützt. Der Tasthebel 36 ist drehfest verbunden mit der Innenwelle
1, so daß bei radialen Verschiebungen des Kurventrägers 33 der Tasthebel
36 und damit die Innenwelle 1 entsprechend der Form der Verstellkurve
39 relativ zu dem Antriebsrad 3 und damit relativ zu der mit dem Antriebsrad drehfest verbundenen Hohlwelle 2 verschwenkt wird.
Die Verschiebung des Kurventrägers 33 radial nach außen erfolgt also unter der Wirkung des Fliehgewichts; die Rückstellung erfolgt durch
die nur in Figur 4 dargestellte Gegenfeder 40, die ebenfalls auf der
radialen Führung 3I sitzt und sich an der Auflage 4I im Antriebsrad
abstützt.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5 und 6 ist die Einrichtung
demgegenüber so ausgelegt, daß beide Wellen 1 und 2 relativ zum
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oberen Totpunkt, und zwar erforderlichenfalls nach unterschiedlichen
Verstellkurven, verschwenkt werden können. Wiederum enthält das Antriebsrad 3 eine radiale stegartige Führung 50, auf der der mit dem
Fliehkraftgewicht 51 verbundene Kurventräger 52 in Abhängigkeit von
der jeweiligen Drehzahl seine Lage ändert. Auch hier findet sich eine auf der oberen Fläche des Fliehkraftgewichts 51 aufliegende,
die Führung 50 umgebende und bei 53 sich an dem Antriebsrad 3 abstützende
Gegenfeder 54·
Zum Unterschied von der Ausführungsform gemäß den Figuren 3 und 4 i
das Antriebsrad 3 aber nicht drehfest, sondern drehbar auf der Hohlwelle
2 gelagert, selbstverständlich gegen axiale Verschiebungen gesichert. Weiterhin weist in diesem Ausführungsbeispiel der Kurventräger
52 zwei seitliche Verstellkurven 55 und 56 auf, die, wie noch
anhand der Figuren 9 his 11 erläutert wird, unterschiedlich verlaufen
können. Zur Herstellung drehmomentübertragender Verbindungen zwischen dem Antriebsrad 3 einerseits und beiden Wellen 1 und 2 andererseits
dienen zwei Tasthebel, von denen jeder durch die sich zwischen ihnen
erstreckende gemeinsame Druckfeder 57 dauernd in Eingriff gehalten wird mit einer der beiden Verstellkurven 55 und 56. So ist die Innenwelle
1 drehfest mit dem Tasthebel 58 verbunden, dessen Taststift
59 auf der Verstellkurve 56 aufliegt, während die Hohlwelle 2 drehfest
mit dem Tasthebel 60 verbunden ist, dessen Taststift 61 durch die Druckfeder 57 dauernd auf der Verstellkurve 55 aufliegt. Die
drehfesten Verbindungen werden durch Verzahnungen 62 bzw. 63 hergestellt.
Man erkennt, daß infolge Kopplung des Antriebsrads 3 mit der eigentlichen
Maschine beide Wellen 1 und 2 relativ zum oberen Totpunkt und nicht nur relativ zueinander drehzahlabhängig verschwenkt werden.
Sorgt man beispielsweise dafür, daß die in den bisher behandelten Ausführungsbeispielen mit 31 bzw. 50 bezeichneten Führungen aus dem
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Antriebsrad 3 entfernt werden können, so lassen sich die Kurventräger
leicht durch Kurventräger mit anderen Verstellkurven austauschen, so daß ein und dieselbe Einrichtung leicht an die Erfordernisse verschiedener
Maschinen angepaßt werden kann. Auch für Versuchszwecke kann diese Austauschbarkeit günstig sein.
In den bisher behandelten Ausführungsbeispielen erfolgte die Verschwenkung
zwischen den beiden Wellen 1 und 2 allein in Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine bzw. der Nockenwellenanordnung. Die Figuren
7 und 8 zeigen nun -eine Ausführungsform der Erfindung, bei der
sowohl die Drehzahl als auch ein anderer Parameter, beispielsweise die Last der Maschine, die Relativverschwenkung beeinflußt.
Man erkennt wiederum die Innenwelle 1 und die Außenwelle 2, die in
der anhand der Figuren 1 und 2 erläuterten Weise mit Ein- und Auslaßventilen in drehfester Verbindung stehen. Das Antriebsrad 3 ist
wie schon in der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 "drehbar,
aber gegen Axialbewegungen gesichert auf der Hohlwelle 2 angeordnet, so daß Verschwenkungen beider Wellen gegen den oberen Totpunkt vorgenommen
werden können.
Der Kurventräger 70 trägt auf seinen Seiten in diesem Ausführungebeispiel
zwei gleiche Verstellkurven ^^ und 72; selbstverständlich
können diese Kurven auch unterschiedlich verlaufen. In diesem Ausführungsbeispiel
sind zwei Fliehkraftmassen 73 und 74 vorgesehen, die
bei 75 bzw. 76 schwenkbar am Antriebsrad 3 gelagert sind-und deren
Schwenkbewegungen über Zahnsegmente 77 und 78 auf die Zahnstange
an dem Kurventräger 70 übertragen werden. Die Teile 77, 78 und 79 bilden
also einen Bestandteil einer radialen Führung für den Kurventräger 70, so daß Schwenkbewegungen der Zahnsegmente 77 und 78 umgesetzt
werden in radiale Verschiebungen des Kurventrägers 7O·
Der Tasthebel 80 ist drehfest mit der Innenwelle 1, der Tasthebel
drehfest mit der Hohlwelle 2 verbunden. Unter der Wirkung von Federn liegt der Stift 82 des Tasthebels 80 dauernd auf der Verstellkurve 71,
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der Stift 83 des Tasthebels 81 dauernd auf der Verstellkurve 72 auf,
so daß radiale Bewegungen des Kurventrägers 70 entgegen der Wirkung
der Feder 84 zu einer Vergrößerung der Spreizung zwischen den von den beiden Wellen getragenen Nocken führen.
Soweit bisher beschrieben, erfolgt diese Verschwenkung der beiden Wellen also drehzahlabhängig. Zur Gewinnung auch einer lastabhängigen
Verschwenkung ist die Auflage 85 für die Feder 84 am Antriebsrad
3 als die Druckkammer 86 begrenzender und damit kolbenartiger Anschlag
ausgebildet. Der Druckkammer 86 wird ein Druckmedium, beispielsweise
Öl, über das Kanalsystem 87 längs der Hohlwelle 2 und in dem Antriebsrad 3 zugeführt, und zwar mit einem Druck, der in diesem
Ausführungsbeispiel abhängig ist von einem Druck im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine. Dies wird üblicherweise ein Unterdruck sein; bei
aufgeladenen Maschinen kann aber auch der Ladedruck zugeführt werden. Demgemäß wird die von der Feder auf den Federteller 88 am Kurventräger
70 ausgeübte Gegenkraft variiert in Abhängigkeit von dem Druck im
Ansaugsystem und damit von der Last der Brennkraftmaschine.
Verständlicherweise ist es auch möglich, insbesondere die Hohlwelle
2 als Antrieb für einen Zündverteiler der Brennkraftmaschine zu benutzen, so daß durch die beschriebene Verschwenkung der Hohlwelle
zugleich eine erwünschte Zündzeitpunkt-Verstellung durchgeführt werden kann. Dann kann auf eine individuelle Drehzahlverstellvorrichtung
im Zündverteiler verzichtet werden.
Die Figuren 9» 10 und 11 zeigen verschiedene mögliche Formen für die
Gestaltung der Verstellkurven an den Kurventrägern. In den Figuren 9 und 10 stimmen die beiden Verstellkurven 90 und 91 bzw. 100 und 101
überein. Insbesondere in Figur 10 ergibt sich aber keine Symmetrie mehr hinsichtlich einer dort horizontalen Achse. In dem Ausführungsbeispiel
nach Figur 11 sind die beiden Verstellkurven 110 und 111 sowohl
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•unterschiedlich als auch unsymmetrisch bezüglich einer horizontalen
Achse. Man erkennt aus diesen nur als Beispiele zu wertenden Darstellungen, daß bei einsinniger Änderung des Parameters, also beispielsweise
der Drehzahl, nicht notwendigerweise nur einsinnige Änderungen der TerSchwenkungen der Wellen zu erfolgen brauchen. Entsprechend
lassen sich ganz unterschiedliche Verläufe der Spreizungen und der Ventilüberschneidungen einstellen.
Während in den bisher behandelten Ausführungsbeispielen der Erfindung
stets die Hocken in ihrer Gesamtheit verschwenkt wurden, zeigt Figur 12 eine Möglichkeit zur Änderung der Breite eines - zusammengesetzten
- Nockens durch eine Einrichtung, wie sie anhand der bereits behandelten Figuren beschrieben wurde. Man erkennt wiederum
eine Innenwelle 120 und eine sie konzentrisch aufnehmende Außenwelle 121; auf der Innenwelle ist der innere Teilnocken 122, auf der
Außenwelle sind die beiden äußeren Teilnocken 123 i*n.d 124 drehfest
und unverschieblich festgelegt. Die Festlegung des inneren Teilnokkens 122 erfolgt wiederum über den Mitnehmer 125» der die Ausnehmung
126 in der Hohlwelle 121 mit Spiel in tJmfangsrichtung durchsetzt.
Hier erfolgt also bei Relativschwenkungen der beiden Wellen 120 und 121 eine Relatiwerschiebung zwischen den Teilnocken 122
einerseits und 123, 124 andererseits, wodurch bei Heraustreten des inneren Teilnockens 122 aus dem Umfang der äußeren Teilnocken 123
und 124 eine Verbreiterung des Nockens erzeugt wird. Auch hier kann
bei Einsatz einer Einrichtung gemäß den Figuren 5 und 6 oder 7 "und
eine Verschiebung einer Nockenflanke relativ zum oberen Tcrfcpunkt erfolgen.
Verständlicherweise ist es auch möglich, die Verschwenkungen beider
Wellen in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern vorzunehmen, also beispielsweise die Verschwenkung der Hohlwelle in Abhängigkeit von
der Drehzahl, dagegen die Verschwenkung der Innenwelle in Abhängigkeit von der Last. Dann kann man jeder der Wellen eine Einrichtung
mit einem Kurventräger zuordnen, der nur eine Steuerkurve trägt.
90 9'8 48/0076
, '4b-
Leerseite
Claims (16)
- VOLKSWAGENWERKAKTIENGESELLSCHAFTκ 2523/1702-pt-hu-sa '*7. 5, 78A-H SPRÜCHEM Λ Nockenwellenanordnung für einen Antrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einer Innenwelle und einer diese konzentrisch und Relatiwerschwenkungen zulassend aufnehmenden Hohlwelle, die beide drehfest zumindest Teilnocken tragen, von denen die von der Innenwelle getragenen mit Spiel Ausnehmungen in der Hohlwelle durchsetzen, und mit einem mit beiden Wellen in drehmomentübertmgender Verbindung stehenden Mockenwellen-Antriebsrad, dem eine Einrichtung zur Erzeugung der Relatiwerschwenkungen in Abhängigkeit von einem Parameter des Antriebs zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zumindest einen längs einer radialen Führung (31) am Antriebsrad (3) in Abhängigkeit von dem Parameter radial verschiebbaren . Kurventräger (33) mit zumindest einer seitlichen Verstellkurve (39) enthält, auf der ein mit einer der beiden Wellen (1,12) drehfest verbundener Tasthebel (36) unter Federkraft aufliegt,
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (3) mit der anderen der beiden Wellen (i,2) drehfest verbunden ist«,909848/0076Vorsitzender Vorstand: Toni Schmucker, Vorsitzender - Horst Bocksmann · Prot. Dr. tedin. Ernst Fiala · Dr. jur. Peter Frerkdes Aufsiditsrats: Günter Hartwich · Horst Münzner ■ Dr. rer.pol. Werner P Schmidt Gottlieb M. Strobl · Prof. Dr. rer. pol. Friedrich ThomasHans Bi'nbaum Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amisgericht Wolfsburg HRB2822H7
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (3) relativ zu den "beiden Wellen (1,2) drehbar ist und der Kurventräger (54) zwei seitliche Verstellkurven (55»56) trägt, auf denen jeweils ein mit jeweils einer der beiden Wellen (1,2) drehfest verbundener Tasthebel (58,60) unter Federkraft aufliegt.
- 4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft durch eine zwischen einer Auflage (35) an einem dem Kurventräger (36) bezüglich der Achse (14) der beiden Wellen (1,2) gegenüberliegenden Bereich des Tasthebels (36) und einer Auflage (37) am Antriebsrad (3) eingespannte Druckfeder (34) erzeugt ist.
- 5. Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft für beide Tasthebel (58,60) durch eine Druckfeder (57) erzeugt ist, die zwischen Auflagen an dem Kurventräger (52) bezüglich der Achse (14) der beiden Wellen (1,2) gegenüberliegenden Bereichen der Tasthebel (58,60) eingespannt ist.
- 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter die Drehzahl des Antriebsrads (3) ist, der Kurventräger (52) mit zumindest einem Fliehgewicht (51) verbunden ist und ihm eine seinen radial nach außen gerichteten Terschiebebewegungen entgegenwirkende Gegenfeder (54) zugeordnet ist.
- 7· Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfeder eine sich auf einer Federauflage (53) sm Antriebsrad (3) abstützende Druckfeder (54) ist.
- 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter die Last des Antriebs ist und die radiale Stellung des Kurventrägers (70) durch einen eine Druckkammer (86)909848/00762822U7begrenzenden Anschlag (85) bestimmt ist, der ein Druckmedium mit einem lastabhängigen Druck zugeführt wird.
- 9. Anordnung nach Anspruch 8 für eine mit einem Ansaugsystem ausgerüstete Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der last abhängige Druck aus einem Druck, insbesondere einem Unterdruck, im Ansaugsystem gewonnen ist.
- 10. Anordnung nach Anspruch 7 unä Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag die Federauflage (85) bildet.
- 11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7 i^kL einem der Ansprüche 8 oder 9> dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Wellen über eine die Drehzahl und die andere der beiden Wellen über eine die Last als Parameter auswertende Einrichtung mit dem Antriebsrad drehmomentübertragend verbunden ist.
- 12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen (1,2) jeweils zumindest einen kompletten Hocken (6,7; 8,9) tragen.
- 13· Anordnung nach Anspruch 12.für eine mit Ein- und Auslaßventilen ausgerüstete Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine (i) der beiden Wellen Ein- (8,9) und die andere (2) der beiden Wellen Auslaßnocken (6,7) trägt.
- 14. Nockenwellenanordnung für einen Antrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einer Innenwelle und einer diese konzentrisch und Eelatiwerschwenkungen zulassend aufnehmenden Hohlwelle, die beide drehfest zumindest Teilnocken tragen, von denen die von der Innenwelle getragenen mit Spiel Ausnehmungen in der Hohlwelle durchsetzen, und mit einem mit beiden Wellen in drehmomentübertragender Verbindung stehenden Nockenwellen-Antriebsrad, dem eine Einrichtung zur Erzeugung der Relatiwer-909848/0076-A-schwenkungen in Abhängigkeit von einem Parameter des Antriebs zugeordnet ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die von der Innenwelle (i) getragenen Teilnocken oder Nocken (8) sich mit Schultern (20) auf dem Umfang der Hohlwelle (2) abstützen.
- 15· Anordnung nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (15) in der Hohlwelle (2) von drehfest mit der Innenwelle (i) verbundenen Mitnehmern (i6) für auf die Hohlwelle (2) aufgeschobene Nockenteile (19) durchsetzt sind, die mit inneren Nuten (iß) zur Aufnahme der Mitnehmer (16) und mit die Ausnehmungen (15) übergreifenden Schultern (20) versehen sind.
- 16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Vellen, die mit dem Antriebsrad über eine Yerstellkurve in drehmomentübertragender Verbindung steht, mit einem Zündverteiler antreibend verbunden ist.909848/0076
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