DE29714816U1

DE29714816U1 - Stepless camshaft adjustment

Info

Publication number: DE29714816U1
Application number: DE29714816U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2007-08-20

Description

BeschreibungDescription

Ein Motor mit variabler Ventilsteuerung hat zwischen dem Antrieb der Nockenwelle und der Nockenwelle einen Verstellmechanismus angeordnet. Durch diesen Mechanismus kann die Stellung der Nockenwelle in Bezug zur Kurbelwelle verdreht werden. Dadurch kann der Öfmungs- und Schließzeitpunkt der Ventile und die Zeit der Ventilüberschneidung geändert werden. Zu unterscheiden sind Verstellungen, die zwischen zwei Stellungen der Nockenwelle umschalten und solche, die eine stufenlose Einstellung ermöglichen. Es ergibt sich durch eine Füllungsverbesserung eine Drehmoment- und Leistungssteigerung, sowie eine bessere Abgasqualität. Zur Zeit werden zwei unterschiedliche Systeme zur Steuerzeitverstellung produziert:An engine with variable valve control has an adjustment mechanism arranged between the camshaft drive and the camshaft. This mechanism allows the position of the camshaft to be rotated in relation to the crankshaft. This allows the opening and closing time of the valves and the time of the valve overlap to be changed. A distinction must be made between adjustments that switch between two positions of the camshaft and those that enable continuous adjustment. An improvement in filling results in an increase in torque and power, as well as better exhaust gas quality. Two different systems for adjusting the valve timing are currently being produced:

Beim ersten System ist das von der Kurbelwelle über eine Kette angetriebene Kettenrad nicht direkt mit der Nockenwelle verbunden. Das Kettenrad trägt eine schräge Innenverzahnung. Diese Innenverzahnung steht mit einer entsprechenden Außenverzahnung einer Hülse in Eingriff. Zusätzlich zur Außenverzahnung trägt die Hülse ebenfalls eine Innenverzahnung. Die Innenverzahnung der Hülse steht mit einer entsprechenden Außenverzahnung auf der Nockenwelle in Eingriff. Wird die Hülse mit Hilfe von Öldruck axial verschoben, kommt es durch die schräge Verzahnung auf der Außenseite und durch die Führung der Innenverzahnung zu einer Verdrehung der Nockenwelle.In the first system, the sprocket, which is driven by the crankshaft via a chain, is not directly connected to the camshaft. The sprocket has an oblique internal toothing. This internal toothing engages with a corresponding external toothing on a sleeve. In addition to the external toothing, the sleeve also has an internal toothing. The internal toothing of the sleeve engages with a corresponding external toothing on the camshaft. If the sleeve is moved axially using oil pressure, the oblique toothing on the outside and the guidance of the internal toothing cause the camshaft to twist.

Beim zweiten Verstellmechanismus wird die nicht verstellbare Auslaßnokkenwelle von der Kurbelwelle über eine Kette angetrieben. Die Auslaßnokkenwelle treibt über eine kurze Kette die Einlaßnockenwelle an. Durch eine hydraulisch betätigte Verstellvorrichtung wird durch Auslenken dieser Verbindungskette nach oben oder unten die Stellung der Einlaßnockenwelle geändert.In the second adjustment mechanism, the non-adjustable exhaust camshaft is driven by the crankshaft via a chain. The exhaust camshaft drives the intake camshaft via a short chain. A hydraulically operated adjustment device changes the position of the intake camshaft by deflecting this connecting chain up or down.

Die beschriebenen Systeme zur Nockenwellenverstellung werden hydraulisch betätigt, was einen hohen Fertigungsaufwand nach sich zieht. Für eine stufenlose Verstellung ist ein hoher Regelaufwand erforderlich. Der Energieverbrauch solcher Systeme ist hoch. Bei einem Systemausfall muß eine Vorrichtung vorhanden sein, welche die Nockenwelle in eine definierte Position bringt,The camshaft adjustment systems described are hydraulically operated, which entails high manufacturing costs. A high level of control effort is required for stepless adjustment. The energy consumption of such systems is high. In the event of a system failure, a device must be available that brings the camshaft into a defined position.

Vorteile einer Nockenwellenverstellung mit Drehzahlüberlagerungsgetriebe: Durch die koaxiale Lage der Zahnräder des Planetengetriebes baut die Verstellung sehr schmal. Die Verdrehwinkel sind nicht eingeschränkt, die Verstellung erfolgt stufenlos. Wird die Verstellung mit Hilfe eines Elektromotors und einer Schnecke realisiert, ergibt sich zum einen eine einfacheAdvantages of a camshaft adjustment with speed superposition gear: Due to the coaxial position of the planetary gear's gears, the adjustment is very narrow. The angle of rotation is not restricted, the adjustment is stepless. If the adjustment is carried out using an electric motor and a worm, this results in a simple

Uwe Paul Seite 2 von 5Uwe Paul Page 2 of 5

Seilerstraße 14Seilerstrasse 14

97084 Würzburg 18.08.199797084 Wurzburg 18.08.1997

«· &diams;«· &diams;

Ansteuerung direkt durch ein elektronisches Steuermodul. Zum anderen ergibt sich durch den Einsatz der Schnecke eine Selbsthemmung in Drehzahlbereichen, zu denen keine Verstellung erfolgen soll und bei einem Defekt des Systems.Controlled directly by an electronic control module. On the other hand, the use of the worm results in self-locking in speed ranges in which no adjustment should take place and in the event of a system defect.

Zeichnung 1 auf Seite 4 zeigt eine praktische Ausführung nach Anspruch 3. Die Verstellvorrichtung ist axial zur zu verstellenden Einlaßnockenwelle angeordnet. Der Antrieb der Verstellvorrichtung erfolgt durch die Kurbelwelle mit einer Kette oder einem Zahnriemen über das Hohlrad (1) - angedeutet durch eine Außenverzahnung. Der Antrieb der Nockenwelle geschieht durch eine Verbindung mit dem Planetenradträger (2). Durch die Untersetzung Hohlrad - Planetenradträger wird die Kurbelwellendrehzahl reduziert. Eine Drehzahlhalbierung ist allerdings prinzipbedingt nicht möglich. Es ist eine zusätzliche Drehzahlreduzierung Kurbelwelle - Hohlrad durch unterschiedliche Ritzelgrößen erforderlich. Die Steuerzeitverstellung erfolgt, indem das Sonnenrad (3) gedreht wird. Dies geschieht, indem das Schneckenrad (4), das mit dem Sonnenrad durch eine gemeinsame Achse verbunden ist, durch einen Elektromotor bewegt wird.Drawing 1 on page 4 shows a practical design according to claim 3. The adjusting device is arranged axially to the intake camshaft to be adjusted. The adjusting device is driven by the crankshaft with a chain or a toothed belt via the ring gear (1) - indicated by external teeth. The camshaft is driven by a connection to the planetary gear carrier (2). The reduction ratio between the ring gear and the planetary gear carrier reduces the crankshaft speed. However, halving the speed is not possible due to the principle. An additional reduction in the speed of the crankshaft and ring gear is required by different pinion sizes. The timing is adjusted by turning the sun gear (3). This is done by moving the worm gear (4), which is connected to the sun gear by a common axis, by an electric motor.

Nach Zeichnung 2, Seite 5 läßt sich eine Ausführung nach Anspruch 5 verwirklichen. Die Verstellvorrichtung ist axial zur zu verstellenden Einlaßnockenwelle angeordnet. Die Kurbelwelle treibt die nicht verstellbare Auslaßnockenwelle an. Angetrieben wird die Verstellvorrichtung von der Auslaßnockenwelle über eine Kette oder über Zahnräder zum Planetenradträger (1). Der Antrieb der Einlaßnockenwelle geschieht durch eine Verbindung mit dem Hohlrad (2). Die geringe Übersetzung Planetenradträger Hohlrad muß durch eine Untersetzung Auslaßnockenwelle - Planetenradträger mit Hilfe von unterschiedlichen Ritzelgrößen kompensiert werden. Durch eine Drehung des Sonnenrades (3) erfolgt die Steuerzeitverstellung. Dies geschieht, indem das Schneckenrad (4) durch einen Elektromotor gedreht wird.According to drawing 2, page 5, an embodiment according to claim 5 can be realized. The adjustment device is arranged axially to the intake camshaft to be adjusted. The crankshaft drives the non-adjustable exhaust camshaft. The adjustment device is driven by the exhaust camshaft via a chain or via gears to the planetary gear carrier (1). The intake camshaft is driven by a connection to the ring gear (2). The low gear ratio of the planetary gear carrier ring gear must be compensated by a reduction ratio of the exhaust camshaft to the planetary gear carrier using different pinion sizes. The timing is adjusted by rotating the sun gear (3). This is done by rotating the worm gear (4) using an electric motor.

Uwe Paul Seite 3 von 5Uwe Paul Page 3 of 5

Seilerstraße 14Seilerstrasse 14

97084 Würzburg 18.08.199797084 Wurzburg 18.08.1997

Claims

Utility model application Stepless camshaft adjustment Protection claims

1. Continuously variable timing adjustment for camshafts of four-stroke engines, characterized in that a planetary gear is used as a speed superposition gear, wherein the first driven shaft of the planetary gear is coupled to the drive of the adjustment device, the second driven shaft is connected to an adjustment mechanism and the output of the gear is connected to the camshaft to be adjusted.

2. System according to claim 1, characterized in that the drive of the adjusting device is carried out by the crankshaft and that the adjusting device is arranged axially to the camshaft to be adjusted.

3. System according to claim 2, characterized in that the drive of the adjusting device is via the ring gear, that the drive of the camshaft to be adjusted is carried out by a connection with the planet gear carrier and that the control time adjustment takes place by rotating the sun gear.

4. System according to claim 1, characterized in that the drive of the adjusting device is carried out by a camshaft that is not to be adjusted and that the adjusting device is arranged axially to the camshaft that is to be adjusted.

5. System according to claim 4, characterized in that the drive of the adjusting device is via the planetary gear carrier, that the drive of the camshaft to be adjusted is done by a connection with the ring gear and that the control time adjustment takes place by rotating the sun gear.

Uwe Paul Page 1 of 5

Seilerstrasse 14

97084 Wurzburg 18.08.1997