DE3444277A1

DE3444277A1 - Vorrichtung zur aenderung der relativen drehlage eines getriebenen zu einem treibenden maschinenteil waehrend des betriebes, insbesondere einer nockenwelle gegenueber einer kurbelwelle bei einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3444277A1
Application number: DE19843444277
Authority: DE
Inventors: Gerhard Brandl; Heinz-Jürgen 8038 Gröbenzell Bönisch; Sybille 8000 München Noor; Walter Riedl; Mario Theissen; Ernst 8000 München Wodiczka; Karl-Heinz 8047 Karlsfeld Öhling
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1984-12-05
Filing date: 1984-12-05
Publication date: 1986-02-06

Description

Vorrichtung zur Änderung der relativen Drehlage eines getriebenen zu einem treibenden Maschinenteil während des Betriebes, insbesondere einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle bei einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 von der US-PS 1 885 796/F 02 D 13/02 aus.

f. Bei der bekannten Bauart ist das auf der Nockenwelle vorgesehene Rad ein Zahnrad mit am Außenumfang angeordneter Geradverzahnung. Dieses axial verschiebbar angeordnete Zahnrad kämmt mit einem breiten Zwischenrad, das von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Diese Antriebsvorrichtung ist bauaufwendig.

Der ^'Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung ohne ein Zwischenrad auszubilden, um die Fertigungskosten zu senken, durch verringerte Anzahl von zusammenwirkenden Bauteilen Spiel und Geräusche zu verringern und schließlich den Bedarf an Bauraum klein zu halten;. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Pa-

r' *

tentfanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Das Erfindungswesentliche wird bei der vorgeschlagenen Lösung darin gesehen, daß das auf der Nockenwelle axial verschiebbar angeordnete Rad relativ zum jeweiligen Zugmittel verschobeniwird. Zwar zeigt die DE-OS 3*4 18 361 eine dem selben Zweök dienende Vorrichtung, bei der ein als Zahnriemenscheibe bezeichnetes Rad mittels einer Schraubverzahnung

S *F 02 D 13/00

durch eine Verstelleinrichtung auf einer verschiebbar angeordnet ist. Jedoch-läßt diese Druckschrift für einen Fachmann nicht erkennen, daß eine Verschiebung des Rades bzw. der Zahnriemenscheibe unter einem Zahnriemen vorgesehen ist. Der Fachmann wird aufgrund der üblichen axialen Sicherung von Zahnriemen davon ausgehen, daß bei dieser bekannten Vorrichtung zur Nockenwellen-Drehwinkelverstellung sowohl die Zahnriemenscheibe auf der Nockenwelle als auch die auf der Kurbelwelle axial verschoben wird. Zwar zeigt die DE-OS 31» . 08'44.8/ F 01 L 1/04 eine Vorrichtung zur axialen Verschiebung eines Rades unter einem sich axial selbst fixierenden Zugmittel, jedoch ist der Gegenstand dieser Druckschrift gattungsfremd. Somit stellt die erfindungsgemäße Lösung einen einfachen und überraschenden Weg dar.

Um die Reibung zwischen Zugmittel und Rad geringzuhalten, weist dieses nach Anspruch 2 eine mit Graphit oder Teflon beschichtete Verzahnung auf.
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In einem Nebenanspruch wird der allgemeine Gedanke eines unter einem Zugmittel axial verschiebbaren und mit diesem formschlüssig zusammenwirkenden Rades kombiniert mit dem allgemeinen Gedanken, die einzige, zusätzliche Verzahnung

zur{Drehwinkelverstellung zwischen Rad und Nockenwelle an gesonderten Trägern auszubilden, die mit dem jeweiligen Teil verbindbar sind. Damit ist vor allem die hinsichtlich Fertigungskosten, Spiel, Geräusch und Bauraum formulierte Teilaufgabe vorteilhaft gelöst. Zwar sind aus der DE-OS 33 16 162/ F 01 L 1/34 die Schräg- oder Schraubverzahnung tragende gesonderte Träger bekannt, jedoch für ein Zugmittelgetriebe mit Rollenkette, wobei das Kettenrad auf der Nockenwelle axial fixiert angeordnet ist. Dadurch wird bei dieser bekannten Vorrichtung auch ein Zwischenrad benöfcig^» was zu den bekannten Nachteilen führt wie hohe Fertigungskosten, Spiel, Geräusch und relativ großer Baur|aum.

Eine Ausgestaltung der Vorrichtung nach dem Nebenanspruch ist in Anspruch 4 beschrieben. Wesentlicher Gedanke hierbei ist, daß der hülsenartige, mit dem Rad verbundene Träger der Innenschrägverzahnung zugleich als Begrenzung für einen veränderlichen Ringraum für eine hydraulische Verstelleinrichtung dient.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung mit einem Zahnrieraengetriebe

zur Änderung der relativen Drehlage einer Nocken- - welle gegenüber einer Kurbelwelle während des Betriebes einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 das Zahnriemenrad in äußerster Verstellage für

eine maximale Drehwinkelverstellung der Nockenwelle.

Eine Nockenwelle 5 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine wird von der Kurbelwelle über einen Zahnriemen 1 und ein Zahnriemenrad 2 angetrieben. Die drehfeste Verbindung zwischen Zahnriemenrad 2 und Nockenwelle 5 wird duröh eine Schrägverzahnung bewirkt, wobei die Innenverzahnung 4 an einem hülsenartigen Träger 3 ausgebildet ist undi^!die Außenverzahnung 7 an einem hülsenartigen Träger 6. Der hülsenartige Träger 3 ist mit dem Zahnriemenrad 2 verschraubt, während der hülsenartige Träger 6 mit der Nockenwelle 5 in lösbarer Verbindung steht. Weiter trägt das Rad 2 ein kolbenartiges Element 19, das an der Innenseite des hül&enartigen, die Außenverzahnung 7 tragenden Trägers 6 vers'chiebebeweglich geführt ist. Der Träger 6 weist ferner ei rf "Ans cn lagring 20 auf, an dem sich eine mitiidem kolbenartigen Element 19 zusammenwirkende, vorgespannte Druckfeder 8 abstützt. Die Druckfeder 8 bewirkt dieffür das Zahnriemenrad 2 in Fig. 1 gezeigte Grundstellung gegenüber der Nockenwelle 5.

relativ

Für eine Drehwinkelverstellung der Nockenwelle 5 zur Zahnriemenscheibe 2 wird in den vom kolbenartigen Element 19 im wesentlichen gebildeten Raum 10 öl unter Druck zugeführt. Einem entsprechenden Öldruck entspricht eine mehr oder weniger große axiale Verlagerung des Zahnriemenrades 2 gegen den Widerstand der Druckfeder 8. Mit der Axialverlagerung des Zahnriemenrades 2 werden Durchgangsbohrungen 11 im kolbenartigen Element 19 freigegeben, so daß Drucköl über die Bohrungen 11 und Bohrungen 12 im Anschlagring 20 in einen Ringraum 21 einströmen kann. Der zur; Erzielung einer größeren wirksamen Druckfläche dienende Ringraum 21 ist innen durch das kolbenartige Element 19 und¹ außen durch den hülsenartigen Träger 3 der Innenverzahnung?begrenzt und stirnseitig durch einen Teil der Stirnwand des Zahnriemenrades 2.

Mittels des Öldruckes einerseits und der sich entspannenden.. Druckfeder andererseits wird das Antriebsrad einfach unter dem laufenden, sich axial selbst fixierenden Zahnriemen 1 verschoben. Um eine für den Zahneingriff nachteilige Axialverlagerung des Zahnriemens 1 zu vermeiden, weist das Zahnriemenrad 2 eine mit Graphit oder Teflon beschichtete Verzahnung auf. Zusätzlich kann der Zahnriemen* 1 an seiner Verzahnung mit einem Nylongewebe zur Verminderung der Reibung beschichtet sein, wie dies allgemein bekannt ist.

Die Räume 10 und 21 stehen mit einer in der Nockenwelle 5 zentrisch angeordneten Bohrung 22 in Verbindung, wobei diese über radiale Kanäle mit einer Umfangsnut 23 in einem Nockenwellenlager 24 ölführend in Verbindung stellt. Die Umfangsnut 23 wirkt mit einem ölkanal 9 zusammen, der über ein^:Ventil 16 an eine mit der üblichen ölpumpe der Brennkraftmaschine in Verbindung stehende Druckleitung 17 anschließbar ist. Das Ventil 16 wird von einem Stellmotor 15 betätigt, der last- und drehzahlabhängig angesteuert wird. ZursVersorgung des Nockenwellenlagers 24 mit Schmieröl ist eine gesonderte Zuführung 25 angeordnet.

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Die vorbeschriebene Vorrichtung kann auch bei einer Nockenwelle mit einem Raum- oder Kennfeldnocken Verwendung finden. Damit kann neben der Änderung der Drehlage der Nockenwelle zur relativen Änderung der Öffnungs- und Schließpunkte bei einer konstanten Steuerzeit- der Ventile zusätzlich für diese die Steuerzeit selbst variiert werden, wofür die Nockenwelle zusätzlich gesteuert/geregelt axial verschiebbar angeordnet ist. Hierfür kann die relative Drehlage der Nockenwelle beibehalten oder in Abhängigkeit der Axialverahiebung entsprechend von Last- und Drehzahl der Brennkraftmaschine angepaßt werden.

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Claims

Patentansprüche:

1.^Vorrichtung zur Änderung der relativen Drehlage eines getriebenen zu einem treibenden Maschinenteil während des Betriebes, insbesondere einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle bei einer Brennkraftmaschine,

- mit einem auf der Nockenwelle axial verschiebbar angeordneten Rad,

- das einerseits durch eine Schräg- oder Schraubverzahnung in formschlüssigem Eingriff mit der Nockenwelle steht, und

- das andererseits über eine am Außenumfang angeordnete Verzahnung in formschlüssigem Eingriff mit einem weiteren Getriebeelement steht, ferner

'- mit einer Steuer-/Regeleinrichtung, die last- und , drehzahlabhängig das Rad relativ zum Getriebeelement verschiebt,

- wobei die in Eingriff stehenden Verzahnungen von Rad-■' und Getriebelement zugleich als Führungen bei der

axialen Verschiebung dienen,
dadurch gekennzeichnet,

- daß ein Zugmittelgetriebe vorgesehen ist,

- bei dem das Rad (2) relativ zu dem im Betrieb sich axial selbst fixierenden Zugmittel (Zahnriemen 1, Zahnkette) verschoben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel-Rad (2) eine mit Graphit oder Teflon beschichtete Verzahnung aufweist.

3. Vorrichtung zur Änderung der relativen Drehlage eines getriebenen zu einem treibenden Maschinenteil während des Betriebes, insbesondere einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle bei einer Brennkraftmaschine,

- mit einem auf der Nockenwelle axial verschiebbar angeordneten Rad,

- das andererseits über eine am Außenumfang angeordnete - Verzahnung in formschlüssigem Eingriff mit einem weiteren Getriebeelement steht, ferner

- mit einer Steuer-/Regeleinrichtung, die last- und drehzahlabhängig das Rad relativ zum Getrieteslement verschiebt,

- wobei die in Eingriff stehenden Verzahnungen von Rad und Getriebeelement zugleich als Führungen bei der axialen Verschiebung dienen,
dadurch gekennzeichnet,

j- daß ein Zugmittelgetriebe mit einem relativ zum Zug- * mittel (Zahnriemen 1) verschiebbarem Rad (2) vorgese-L hen ist, und

- daß zur Führung des Rades beim Verschieben auf cfer "■ Nockenwelle (5) im wesentlichen die Schraub- oder Schrägverzahnung (4, 7) client,

-wobei die radseitige Verzahnung (¹J) und die nockenwellenseitige Verzahnung (7) an gesonderten Trägern ί (3, 6) ausgebildet sind,

- die mit dem Rad bzw. der Nockenwelle verbindbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß am Rad (2) ein weiteres, kolbenartiges Element (19) angeordnet ist,

- das an der Innenseite des hülsenartigen Trägers (6)

der nockenwellenseitigen Verzahnung (7) verschiebebeweglich geführt ist und

- mit dem koaxial zugeordneten, hülsenartigen Träger (3) der radseitigen Verzahnung (4) im wesentlichen einen veränderbaren Ringraum (21) für eine hydraulische Verstelleinrichtung begrenzt.

5. Vorrichtung zur Änderung der relativen Drehlage eines getriebenen zu einem treibenden Maschinenteil während des Betriebes, insbesondere einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle bei einer Brennkraftmaschine,

- mit einem auf der Nockenwelle axial verschiebbar angeordneten Rad, ^.

- das andererseits über eine am Außenumfang angeordnete Verzahnung in formschlüssigem Eingriff mit einem wei-

^l: teren Getriebeelement steht, ferner

- mit einer Steuer-ZRegeleinrichtung, die last- und

|| drehzahlabhängig das Rad relativ zum Getriebeelement verschiebt,

- wobei die in Eingriff stehenden Verzahnungen von Rad- ; und Getriebelement zugleich als Führungen bei der axialen Verschiebung dienen,
dadurch gekennzeichnet,

- daß ein Zugmittelgetriebe vorgesehen ist,

- bei dem das Rad relativ zu dem im Betrieb sich axial "' selbst fixierenden Zugmittel (Zahnriemen, Zahnkette) ■^v verschoben wird, wobei

-»= die Nockenwelle einen Raumnocken aufweist und

4 zusätzlich gesteuert/geregelt axial verschiebbar an- ·· geordnet ist.