DE3534412C2

DE3534412C2 - Device for load and speed-dependent adjustment of the timing of a gas exchange valve of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3534412C2
Application number: DE3534412A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Danckert
Original assignee: Individual
Current assignee: DANCKERT, HERMANN, DR.-ING., 38440 WOLFSBURG, DE
Priority date: 1984-10-02
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2005-09-28
Also published as: DE3534412A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur belastungs- und drehzahlabhän gigen Verstellung der Steuerzeiten eines Gaswechselventils einer Brennkraftma schine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for load and speed dependent current adjustment of the timing of a gas exchange valve of an internal combustion engine Machine according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-OS 32 10 914 ist ein Nockenwellensteuergerät zur drehzahl- und lastab hängigen Winkelverstellung einer Nockenwelle mittels einer in Axialrichtung verstell baren Hülse bekannt, auf der ein in Axialrichtung der Nockenwelle verschiebbares schrägverzahntes Zahnrad drehbar gelagert ist. Die Verstellung erfolgt hydraulisch über beidseitig angeordnete Druckkolben, deren Zuleitungen ventilgesteuert sind, wobei die Steuerung durch eine elektronische Steuereinrichtung erfolgt. Als Nachteil dieser Lösung ist zu sehen, daß die Stellenergie durch eine externe Hydraulikpumpe zur Verfügung gestellt werden muß. Aus Gründen der Funktionssicherheit muß der notwendige Betriebsdruck stets in einer Höhe gegeben sein, die bei der üblichen Doppelfunktion der Pumpe für die Verstelleinrichtung und den Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine für letzteren in weiten Betriebsbereichen nicht erforderlich ist. Die Verstelleinrichtung erfordert somit eine Pumpe erhöhter Leistung, die zu einer vergrößerten Verlustleistung des Motors und einem größeren Bauaufwand führt.From DE-OS 32 10 914 is a camshaft control device for speed and lastab dependent angular adjustment of a camshaft by means of an adjustment in the axial direction ble sleeve known, on which a displaceable in the axial direction of the camshaft helical gear is rotatably mounted. The adjustment is hydraulic via pressure pistons arranged on both sides, the supply lines of which are valve-controlled, the control is carried out by an electronic control device. As a disadvantage this solution can be seen that the actuating energy by an external hydraulic pump must be made available. For reasons of functional safety, the necessary operating pressure must always be given at a level that at the usual Double function of the pump for the adjustment device and the lubricating oil circuit of the Internal combustion engine for the latter is not required in wide operating areas. The adjustment device therefore requires a pump with increased output, which leads to a increased power loss of the motor and a larger construction costs.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zur belastungs- und drehzahlabhängigen Verstellung der Steuerzeiten eines Gaswech selventils einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die mit relativ geringem Bauaufwand auskommt und bei der für die Verstellung kein zusätzlicher Energiespender benötigt wird. The object underlying the invention is a device for load and speed-dependent adjustment of the timing of a gas change Selventils an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 to create, which gets by with relatively little construction and for which No additional energy dispenser is required.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.The solution to this problem is given by the claim 1 Characteristics achieved.

Erfindungsgemäß werden also zur Verstellung der Nockenvorrichtung unmittelbar die von der Brennkraftmaschine während des Antriebs erzeugten Wechselmomente herangezogen, die an der die Relativverdrehung der Nockenvorrichtung bewirkenden Eingriffsstelle, beispielsweise also an der Schrägverzahnung, auf das Ritzel einwir kende Axialkraftkomponenten erzeugen, die die axiale Verstellung bewirken. Die Steuervorrichtung dient der lastfreien Einstellung einer last- und drehzahlabhängigen Stellung des Ritzels und der damitverbundenen Relativverdrehung der Nockenvorrichtung, die für eine Verwirklichung des Prinzips der Rückschubregelung be sonders vorteilhaft ist.According to the invention are therefore used to adjust the Cam device immediately during the from the internal combustion engine of the drive generated alternating torques used, on which the Relative rotation of the engaging point causing the cam device, for example, on the helical gearing, on the pinion generating axial force components that produce the axial adjustment effect. The control device is used for load-free Setting a load and speed-dependent position of the pinion and the associated relative rotation of the cam device, for the implementation of the principle of the feedback regulation be is particularly advantageous.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ge mäß den Unteransprüchen.Further expedient embodiments of the invention result in ge according to the subclaims.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung darge stellt, die im folgenden näher erläutert werden. Dabei zeigenIn the drawing, two embodiments of the invention are Darge provides, which are explained in more detail below. Show

Fig. 1 in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Verstellung der Ventilsteuer zeiten einer Brennkraftmaschine, bei der die die jeweilige Stellung bestimmende Steuervor richtung in die Nockenvorrichtung integriert ist, Fig. 1 a longitudinal section of an inventive device for adjusting the valve timing of an internal combustion engine, in which the each position determining tax advantage direction is integrated into the cam device,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen Teil der Einrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2 is a partially sectioned plan view of part of the device according to Fig. 1 and

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Verstellung der Ventilsteuer zeiten einer Brennkraftmaschine, bei der die Stellungssteuervorrichtung getrennt von der Nockenvorrichtung und als geschlossenes hydrau liches System ausgebildet ist. Fig. 3 shows a longitudinal section through an inventive device for adjusting the valve timing of an internal combustion engine, in which the position control device is formed separately from the cam device and as a closed hydrau Lich system.

Bei den beiden, insbesondere in den Fig. 1 und 3 gezeigten Aus führungsbeispielen, sind jeweils gleiche oder vergleichbare Bauteile mit den gleichen, gegebenenfalls mit einem Strich versehenen Bezugs zeichen gekennzeichnet worden. In beiden Fällen wird eine Einrichtung zur Verstellung der Steuerzeiten eines Einlaßventils einer Brennkraft maschine gezeigt, wobei es für die Laststeuerung der Brennkraft maschine zweckmäßig sein kann, wenn die Brennkraftmaschine je Zy linder zwei Einlaßventile aufweist, von denen eines eine feste Steuerzeit und nur das zweite eine last- und drehzahlabhängig ver änderbare Steuerzeit besitzt. Auf diese Weise kann durch entsprechen de Veränderung der Steuerzeit des zweiten Einlaßventils, vorzugs weise bis in den Kompressionstakt des zugeordneten Zylinders hin ein, eine Ladungssteuerung beispielsweise für Ottomotoren erreicht werden, die im wesentlichen ohne eine Drosselklappe auskommt und daher mit geringeren Verlusten arbeitet. Bei diesem als Rückschub regelung bekannten Prinzip wird also ein Teil der während des Ein laßtaktes über das erste und gegebenenfalls auch das zweite Einlaß ventil in den Zylinder angesaugten Gemischladung während des ersten Teils des Kompressionstaktes durch das noch geöffnete zweite Einlaß ventil wieder ausgeschoben, wodurch eine drossel- und damit verlust arme Ladungsteuerung erreicht wird. Mit zunehmender Belastung der Brennkraftmaschine wird dabei der Schließzeitpunkt des zweiten Ein laßventils zunehmend nach früh, das heißt in Richtung auf den unteren Totpunkt, verschoben, bis bei Vollast die beiden Ventile so öffnen, daß eine maximale Gemischladung in die Zylinder gesaugt wird.In the two, in particular in FIGS. 1 and 3 exemplary embodiments shown, the same or comparable components with the same, optionally provided with a prime reference characters have been identified. In both cases, a device for adjusting the timing of an intake valve of an internal combustion engine is shown, it may be useful for the load control of the internal combustion engine if the internal combustion engine has two intake valves per cylinder, one of which has a fixed control time and only the second one has variable control time depending on load and speed. In this way, a charge control can be achieved, for example, for gasoline engines by de change of the control time of the second intake valve, preferably up to the compression stroke of the associated cylinder, which essentially does not require a throttle valve and therefore works with lower losses. In this principle known as push-back control, a part of the mixture charge sucked into the cylinder during the intake stroke via the first and possibly also the second intake valve is pushed out again during the first part of the compression stroke by the still open second intake valve, causing a throttle - and thus low loss charge control is achieved. With increasing load on the internal combustion engine, the closing time of the second inlet valve is increasingly moved earlier, that is, towards bottom dead center, until the two valves open at full load so that a maximum mixture charge is sucked into the cylinders.

Anstatt zwei getrennte Einlaßventile vorzusehen, könnte auch die Steuerzeit eines einzigen Ventils so geändert werden, daß bei im wesentlichen feststehendem Öffnungszeitpunkt der Schließzeitpunkt last- und drehzahlabhängig verändert wird. Hierbei würde dann ein die Ventilschließzeit bestimmender Nocken gegenüber einem die Ventilöffnungs zeit bestimmenden Nocken durch die erfindungsgemäße Einrichtung rela tiv verstellt werden müssen.Instead of providing two separate intake valves, the Control time of a single valve can be changed so that at im the essential fixed opening time is the closing time is changed depending on load and speed. This would then be a Valve closing time determining cams compared to a valve opening time-determining cam by the inventive device rela need to be adjusted.

Schließlich ist die Vorrichtung auch geeignet, die Ventilöffnungszeit eines einzigen Ventils durch eine Verdrehung eines Nockens zu ver ändern.Finally, the device is also suitable, the valve opening time ver a single valve by twisting a cam to change.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist tun mit 1 insgesamt die erfindungs gemäße Einrichtung zur Verstellung der Ventilsteuerzeiten angegeben, bei der auf einer ersten Nockenwelle 2 neben fest darauf gehaltenen Nocken zur Betätigung beispielsweise eines ersten Einlaßventils und des Auslaßventils noch ein Antriebszahnrad 5 zum Antrieb einer zwei ten Nockenwelle 6 über eine auf dieser zweiten Nockenwelle 6 axial verschiebbar gehaltene Ritzelanordnung 7 vorhanden ist. Mit 3 und 4 sind auf der Nockenwelle 2 angeordnete Lagerzapfen bezeichnet. Der Ein griff des Antriebszahnrades 5 an der Ritzelanordnung 7 erfolgt hier über eine Schrägverzahnung, so daß bei einer Axialverstellung der Ritzelanordnung 7 eine relative Verdrehung der zweiten Nockenwelle 6 gegenüber der ersten Nockenwelle 2 stattfindet. Auf der zweiten Nockenwelle 6 sind Nocken zur Betätigung der jeweils zweiten Ein laßventile jedes Zylinders der Brennkraftmaschine angeordnet.In Fig. 1 of the drawing, 1 is a total of the device according to the invention for adjusting the valve timing, in which, on a first camshaft 2, in addition to cams held firmly thereon for actuating, for example, a first inlet valve and the outlet valve, a drive gear 5 for driving a Two camshaft 6 is present via a pinion arrangement 7 held axially displaceably on this second camshaft 6 . With 3 and 4 are arranged on the camshaft 2 journals. The one grip of the drive gear 5 on the pinion arrangement 7 takes place here via a helical toothing, so that with an axial adjustment of the pinion arrangement 7 a relative rotation of the second camshaft 6 relative to the first camshaft 2 takes place. On the second camshaft 6 , cams for actuating the second inlet valves of each cylinder of the internal combustion engine are arranged.

Mit 8 ist eine hydraulisch wirkende Steuervorrichtung zur last- und drehzahlabhängigen Bestimmung der axialen Lage der Ritzelanordnung 7 bezüglich des Antriebszahnrades 5 und damit der relativen Winkelstel lung der zweiten Nockenwelle 6 bezüglich der ersten Nockenwelle 2 be zeichnet. Diese Steuervorrichtung 8 weist einen Stellkolben 14 auf, der in einer zentralen Längsbohrung 10 der zweiten Nockenwelle 6 axial verschiebbar gehalten ist und über ein hohlzylindrisches Verbindungs glied 13 mit einem an einem ersten Zahnrad 7a der Ritzelanordnung 7 starr gehaltenen, stegartig ausgebildeten Stellarm 12 verbunden ist. Neben diesem ersten Zahnrad 7a weist die Ritzelanordnung 7 ein zwei tes Zahnrad 7b auf, die beide nebeneinanderliegend mit dem Antriebs zahnrad 5 im Eingriff stehen und an ihrem inneren Umfang auf dem mit einer Steckverzahnung 11 versehenen Ende der zweiten Nockenwelle 6 unverdrehbar, aber axial verschiebbar gehalten sind.With 8 is a hydraulically acting control device for load and speed-dependent determination of the axial position of the pinion arrangement 7 with respect to the drive gear 5 and thus the relative angular position of the second camshaft 6 with respect to the first camshaft 2 be. This control device 8 comprises an adjusting piston 14, which is held in a central longitudinal bore 10 of the second cam shaft 6 is axially displaceable and a hollow cylindrical connection member 13 having a first to a gear 7a of the pinion assembly 7 rigidly held, web-like actuating arm 12 connected . In addition to this first gear 7 a, the pinion arrangement 7 has a two-th gear 7 b, both of which are adjacent to the drive gear 5 in engagement and on their inner circumference on the end provided with a spline 11 of the second camshaft 6 non-rotatably, but axially are kept slidable.

Der Stellkolben 14 schließt gegenüber den die Längsbohrung 10 der zweiten Nockenwelle 6 abschließenden Stopfen 17 und 18 beidseitig je einen Druckraum 15 und 16 ein. Diese Druckräume sind jeweils über an dem Stellkolben 14 angeordnete Längsnuten 26 und 28 sowie Quer bohrungen 25 und 38 bzw. 27 und 39 mit einem unter einem vorgegebenen niedrigen Druck stehenden Druckmittelsystem zur Druckmittelzu- bzw. -abfuhr verbindbar.The actuating piston 14 includes a pressure chamber 15 and 16 on both sides with respect to the plugs 17 and 18 closing the longitudinal bore 10 of the second camshaft 6 . These pressure chambers are each connected to the control piston 14 arranged longitudinal grooves 26 and 28 and transverse bores 25 and 38 or 27 and 39 with a pressure medium system under a predetermined low pressure for pressure medium supply and discharge.

Zu diesem Zweck ist in dem mit einer Längsbohrung 22 ausgeführten Stellkolben 14 ein Steuerkolben 20 axial verschiebbar gehalten. An dem Steuerkolben 20 ist an dem in der Zeichnung rechten Ende eine Verbindungsstange 21 befestigt, die mit Spiel durch das hohle Ver bindungsglied 13 des Stellkolbens 14 geführt ist und an ihrem freien Ende über ein Drucklager 54 mit einem hier nicht weiter gezeigten Betätigungsgestänge verbunden ist. Dieses Betätigungs gestänge führt zu einem Leistungsstellglied der Brennkraftma schine, vorzugsweise dem Fahrpedal, so daß die Verstellung des Steuerkolbens in Abhängigkeit von der Last der Brennkraftmaschine erfolgt. Zweckmäßigerweise ist dabei in dem Betätigungsgestänge ein Kraftbegrenzungsglied, vorzugsweise in Form einer zwischen geschalteten Federanordnung enthalten, die das Überdrücken des Fahrpedals auch bei einer begrenzten Verstellbewegung des Steuer kolbens ermöglicht.For this purpose, a control piston 20 is held axially displaceably in the adjusting piston 14 which is provided with a longitudinal bore 22 . On the control piston 20 , a connecting rod 21 is fastened to the right end in the drawing, which is guided with play through the hollow connecting element 13 of the actuating piston 14 and is connected at its free end via a thrust bearing 54 to an actuating linkage, not shown here. This actuating linkage leads to a power actuator of the internal combustion engine, preferably the accelerator pedal, so that the adjustment of the control piston takes place depending on the load of the internal combustion engine. Appropriately, a force limiting member is preferably contained in the actuating linkage, preferably in the form of an interposed spring arrangement, which enables the accelerator pedal to be depressed even with a limited adjustment movement of the control piston.

Der Steuerkolben 20 weist zwei Steuerkanten 23 und 24 auf, die mit den an dem Stellkolben 14 angeordneten Querbohrungen 25 und 27 zur Steuerung der Druckmittelabführung aus den Druckräumen 15 und 16 zusammenwirken. Dazu ist die zwischen den beiden Steuerkanten 23 und 24 liegende Kolbentasche über eine Querbohrung 29, eine Längs ausnehmung 30, eine Querbohrung 31 und eine Längsbohrung 32 mit einer Längsbohrung 33 der zweiten Nockenwelle 6 verbunden, die an einen vorzugsweise auf einem niedrigen festen Druckniveau liegenden Druckmittelraum angeschlossen ist.The control piston 20 has two control edges 23 and 24 which cooperate with the transverse bores 25 and 27 arranged on the actuating piston 14 for controlling the pressure medium discharge from the pressure chambers 15 and 16 . For this purpose, the piston pocket lying between the two control edges 23 and 24 is connected via a transverse bore 29 , a longitudinal recess 30 , a transverse bore 31 and a longitudinal bore 32 to a longitudinal bore 33 of the second camshaft 6 , which is at a pressure medium space which is preferably at a low, fixed pressure level connected.

Die Druckmittelzuführung zu den Druckräumen 15 und 16 erfolgt von der Querbohrung 29 des Steuerkolbens 20 aus über eine Längsbohrung 34 und über Querbohrungen 36 bzw. 37 zu der Querbohrung 38 bzw. 39 des Stellkolbens 14, die mit den Druckräumen 15 bzw. 16 verbunden sind. Dabei ist in diesem Druckmittelzuführungsweg zwischen der Längsbohrung 34 und den Querbohrungen 36 und 37 in dem Steuerkol ben 20 jeweils ein federbelastetes Rückschlagventil 35 angeordnet, das eine Druckmittelzufuhr nur dann zuläßt, wenn zwischen den Druck räumen 15, 16 und der Querbohrung 29 eine negative Druckdifferenz vorhanden ist.The pressure medium is supplied to the pressure chambers 15 and 16 from the transverse bore 29 of the control piston 20 via a longitudinal bore 34 and via transverse bores 36 and 37 to the transverse bore 38 and 39 of the actuating piston 14 , which are connected to the pressure chambers 15 and 16 , respectively. In this pressure medium supply path between the longitudinal bore 34 and the transverse bores 36 and 37 in the control piston ben 20 , a spring-loaded check valve 35 is arranged in each case, which only permits pressure medium supply if spaces 15 , 16 and the transverse bore 29 have a negative pressure difference is.

Zur drehzahlabhängigen Begrenzung der Ventilschließzeitenverstellung dient eine in der Fig. 1 mit 40 insgesamt bezeichnete Vorrichtung, die aus einem auf der Betätigungsstange 21 gehaltenen Lagerbock 41 besteht, an dem exzentrisch um einen Schwenkpunkt 43 eine Kurven scheibe 42 schwenkbar gehalten ist, deren Außenkontur mit einem an dem Stopfen 17 befestigten Anschlagstift 44 zusammenwirkt. Da der Lagerbock 41 von dem Stellarm 12 bei der Drehung der Ritzelanordnung 7 mitgenommen wird, ergibt sich aufgrund der exzentrischen Anordnung der Kurvenscheibe 42 und infolge der an ihr wirkenden Fliehkraft eine Verstellung. Die Außenkontur der Kurvenscheibe ist so ausgelegt, daß sie in der drehzahlab hängigen Stellung maximaler Gemischzufuhr, durch die die Voll last der Brennkraftmaschine bestimmt wird, gegen den Anschlag stift 44 stößt und dann eine weitere Verstellung des Steuerkol bens 20 verhindert bzw. dessen Rückverstellung einleitet. Dabei wirkt der drehzahlabhängigen Verstellung der Kurvenscheibe 42 die Wirkung einer Torsionsfeder 45 entgegen, die an ihren Enden mittels Stiften 46 an der Kurvenscheibe 42 bzw. in dem Lagerbock 41 gehalten ist. Eine Dämpfung der Verstellung der Kurvenscheibe 42 ergibt sich durch Reibung der Seitenfläche der Kurvenscheibe an einer entsprechenden seitlichen Stirnfläche 47 des Verbindungs teils 12 (Fig. 2).For speed-dependent limitation of the valve closing time adjustment is used in FIG. 1, generally designated 40 device, which consists of a bearing block 41 held on the actuating rod 21 , on the eccentric about a pivot point 43 a cam 42 is pivotally held, the outer contour of which on the stopper 17 attached stop pin 44 cooperates. Since the bearing block 41 is carried along by the actuating arm 12 during the rotation of the pinion arrangement 7 , an adjustment results due to the eccentric arrangement of the cam plate 42 and due to the centrifugal force acting on it. The outer contour of the cam is designed so that it in the speed-dependent position maximum mixture supply, by which the full load of the internal combustion engine is determined, pushes against the stop pin 44 and then prevents further adjustment of the control piston 20 or initiates its re-adjustment. The speed-dependent adjustment of the cam 42 counteracts the action of a torsion spring 45 which is held at its ends by means of pins 46 on the cam 42 or in the bearing block 41 . A damping of the adjustment of the cam plate 42 results from friction of the side surface of the cam plate on a corresponding lateral end face 47 of the connecting part 12 ( FIG. 2).

In der Zeichnung ist weiter eine Möglichkeit zur Herstellung eines hydraulischen Zahnspielausgleichs angedeutet, die allgemein anwend bar ist und die bei durch Wechselmomente beaufschlagten Zahnrad paarungen auftretenden Belastungsstöße und dadurch verursachte Ge räusche vermeiden hilft. Zu diesem Zweck besteht die Ritzelanord nung 7 aus zwei Zahnrädern 7a und 7b, die hydraulisch axial ausein ander gedrückt werden, so daß ihre Zähne sich jeweils an gegenüber liegenden Zahnflanken des Antriebszahnrades anlegen. Die Verspan nung wird durch einen hydraulisch beaufschlagten Ringkolben 48 be wirkt, der in einer umlaufenden Ringnut 49 des ersten Zahnrades 7a gehalten ist und mit seiner Stirnfläche gegen die dem ersten Zahn rad 7a zugewandte Stirnfläche des anderen Zahnrades 7b drückt. Der Ringraum 49 steht über eine in dem Stellarm 12 angeordnete Längs bohrung 50, ein Rückschlagventil 51, eine Querbohrung 52 und einen zwischen der Betätigungsstange 21 und dem hohlen Verbindungsglied 13 verbleibenden Ringspalt 53 mit dem Druckmittelsystem des Steuerkol bens 20 in Verbindung, so daß durch den in diesem System herrschen den geringen Überdruck eine ständige axiale Auseinanderpressung der beiden Zahnräder 7a und 7b erfolgt. In the drawing, a possibility for the production of a hydraulic tooth play compensation is indicated, which is generally applicable and which helps to avoid stress impacts and stresses caused by alternations of gearwheels caused by alternating gears. For this purpose, the Ritzelanord voltage 7 consists of two gears 7 a and 7 b, which are hydraulically axially pressed together, so that their teeth each rest on opposite tooth flanks of the drive gear. The clamping voltage is acted upon by a hydraulically actuated annular piston 48 , which is held in a circumferential annular groove 49 of the first gear 7 a and presses with its end face against the first tooth wheel 7 a facing the end face of the other gear 7 b. The annular space 49 is via a longitudinal bore 50 arranged in the actuating arm 12 , a check valve 51 , a transverse bore 52 and an annular gap 53 remaining between the actuating rod 21 and the hollow connecting member 13 with the pressure medium system of the control piston 20 , so that the in this system there is a slight overpressure, there is a constant axial compression of the two gears 7 a and 7 b.

Die Ausführung der in der Fig. 3 gezeigten Vorrichtung zur Ven tilsteuerzeitenverstellung unterscheidet sich von derjenigen nach der Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß die hydraulische Stel lungssteuervorrichtung 8′ nicht wie bei der Ausführung nach der Fig. 1 innerhalb der zweiten Nockenwelle 6, sondern getrennt von die ser angeordnet ist. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, diese Stel lungssteuervorrichtung als geschlossenes hydraulisches System aus zuführen, was bei der Ausführung nach der Fig. 1 nicht möglich ist. Dort besteht vielmehr die Gefahr, daß im Stand des Motors die Druck räume 15 und 16 leerlaufen können, weshalb vor Inbetriebnahme des Fahrzeugs gegebenenfalls eine Entlüftung des Druckmittelsystems vor genommen werden muß. Mit 19 ist eine dazu erforderliche Entlüftungs bohrung angedeutet. Die Entlüftung könnte dann in der Weise erfolgen, daß unmittelbar vor Inbetriebnahme des Brennkraftmaschinenstarters Druckmittel durch die Steuervorrichtung 8 hindurchgepumpt wird.1, the embodiment of the apparatus shown in FIG. 3 to the Ven tilsteuerzeitenverstellung differs from that of FIG. Essentially only in that the hydraulic Stel lung control device 8 'is not as in the embodiment according to Fig. 1 within the second camshaft 6 but is arranged separately from this water. This results in the possibility of performing this position control device as a closed hydraulic system, which is not possible in the embodiment according to FIG. 1. Rather, there is a risk that the pressure spaces 15 and 16 can idle when the engine is stationary, which is why a venting of the pressure medium system may have to be taken before starting the vehicle. With 19 a necessary vent hole is indicated. The venting could then take place in such a way that pressure medium is pumped through the control device 8 immediately before starting the internal combustion engine starter.

Bei der Ausführung nach der Fig. 3 ist also der Stellkolben 14 nicht in einer Bohrung der zweiten Nockenwelle 6′, sondern in einer Bohrung 71 eines gehäusefesten Teils 70 axial verschiebbar gehalten. An der Stel le 73 ist der Anschluß eines Ausdehnungsgefäßes für das Druckmittel vorgesehen. Zweckmäßig setzt man das System unter einen gewissen Überdruck, etwa durch ein vorgespanntes Luftpolster in dem hochge legten Ausdehnungsgefäß. Das hohlzylindrische Verbindungsglied 13′ des Stellkolbens 14′ ist nicht direkt, sondern über ein Gelenk 69 mit einem Betätigungsarm 65 und dieser mit dem an dem ersten Zahn rad 7a der Ritzelanordnung 7 befestigten Stellarm 12′ verbunden. Da bei greift der mit Lagertaschen 67 als Axialgleitlager ausgebildete Betätigungsarm 65 in eine umlaufende Ausnehmung 66. Der in der Fig. 3 im wesentlichen holilzylindrisch ausgebildete Stellarm 12′ ist zur besseren Längsführung mit einer in eine Längsbohrung 61 der zwei ten Nockenwelle 6′ hineinragenden Führungshülse 60 versehen, auf der auch die mit 40′ bezeichnete drehzahlabhängige Wegbegrenzungsvorrich tung gehalten ist. Die Außenkontur der Kurvenscheibe 42′ arbeitet da bei mit einem Anschlagstift 44′ zusammen, der an einem Ende einer Führungswelle 62 befestigt ist, die mit ihrem anderen Ende in einer Bohrung 63 der zweiten Nockenwelle 6 starr gehalten ist. Die Weg begrenzungsvorrichtung 40′ besteht wiederum aus einem Lagerbock 41′, an dem die Kurvenscheibe 42′ exzentrisch schwenkbar gehalten ist und der seinerseits mittels eines Übertragungsarms 84 mit der Be tätigungsstange 21′ des in dem Stellkolben 14′ verschiebbar ge haltenen Steuerkolbens 20′ sowie mit dem mit 86 angedeuteten, zu dem Laststellglied der Brennkraftmaschine führenden Betätigungs gestänge verbunden ist. Ein seitliches Deckelteil 90 ermöglicht die Montage des hier als Axialgleitlager ausgebildeten Übertra gungsarms 84 an dem Lagerbockbund 41′.In the embodiment according to FIG. 3, the actuating piston 14 is not held axially displaceably in a bore of the second camshaft 6 ', but in a bore 71 of a part 70 fixed to the housing. At the Stel le 73 the connection of an expansion vessel for the pressure medium is provided. The system is expediently placed under a certain excess pressure, for example by means of a prestressed air cushion in the elevated expansion vessel. The hollow cylindrical connecting member 13 'of the actuating piston 14 ' is not directly, but via a joint 69 with an actuating arm 65 and this with the wheel on the first tooth 7 a of the pinion arrangement 7 attached actuating arm 12 '. Since accesses the formed with bearing pockets 67 as axial thrust bearing actuator 65 in a circumferential recess 66th The skilled in the Fig. 3 holilzylindrisch substantially actuator arm 12 'is to improve the longitudinal guide with a in a longitudinal bore 61 of the two ten camshaft 6' is provided protruding guide sleeve 60 on which the 'designated 40 speed-dependent Wegbegrenzungsvorrich is kept processing. The outer contour of the cam 42 'works there with a stop pin 44 ' which is attached to one end of a guide shaft 62 which is rigidly held at its other end in a bore 63 of the second camshaft 6 . The path limiting device 40 'consists in turn of a bearing block 41 ', on which the cam 42 'is held eccentrically pivotable and which in turn by means of a transmission arm 84 with the actuating rod 21 ' of the in the actuating piston 14 'displaceable GE holding control piston 20 ' and with the linkage indicated at 86 , leading to the load actuator of the internal combustion engine. A side cover part 90 enables the assembly of the transmission arm 84 formed here as an axial sliding bearing on the bracket collar 41 '.

Zur Schmiermittelversorgung der Lagertaschen 92 an dem Lagerbock 41′ sowie der Lagertaschen 67 an dem Stellarm 12′ sind diese über Quer bohrungen 68 bzw. 93 und 94 an einen zwischen der Führungswelle 62 und der Führungshülse 60 verbleibenden Ringspalt 96 angeschlossen, der über eine im Bereich eines Nockenwellenlagers 9 vorgesehene Quer bohrung 64 mit Schmiermittel versorgt werden kann.To supply lubricant to the bearing pockets 92 on the bearing block 41 'and the bearing pockets 67 on the actuating arm 12 ', these are connected via transverse bores 68 or 93 and 94 to an annular gap 96 remaining between the guide shaft 62 and the guide sleeve 60 , which has an in the area of a camshaft bearing 9 provided transverse bore 64 can be supplied with lubricant.

Der Ringspalt 96 steht im übrigen auch mit der über das Rückschlag ventil 51 und die Längsbohrung 50 zu dem Ringraum 49 führenden Quer bohrung 52 in Verbindung.The annular gap 96 is also in the rest with the check valve 51 and the longitudinal bore 50 leading to the annular space 49 leading transverse bore 52 in connection.

Das der Stellungssteuervorrichtung 8′ zugeordnete Druckmittelsystem ist dadurch nach außen hin vollständig abgeschlossen, daß ein elasti scher Balg 75 vorgesehen ist, der mit seinem einen Ende 76 auf einer Ausnehmung des gehäusefesten Bauteils 70 und mit seinem anderen Ende 77 auf einer Ausnehmung des Betätigungsarms 65 gehalten ist und da durch den Raum 78 außerhalb der Verbindungsstange 13′ nach außen hin druckmitteldicht abschließt. Ein zweiter elastischer Balg 80 ist mit einem Ende an dem Betätigungsarm 65 und mit einem anderen Ende an dem Übertragungsarm 84 befestigt. Der zwischen diesem zweiten elastischen Balg 80 und der Betätigungsstange 21′ gebildete Raum 83 steht mit dem Raum 78 zwischen dem ersten elastischen Balg 75 über den Ring spalt 85 in Verbindung, während der Raum 78 seinerseits über eine Querbohrung 79 mit dem zu dem Druckmittelsystem des Steuerkolbens 20′ führenden Ringraum 53 zwischen der Betätigungsstange 21′ und der Ver bindungsstange 13′ verbunden ist.The position control device 8 'associated pressure medium system is completely closed to the outside in that an elastic shear bellows 75 is provided, which is held at one end 76 on a recess of the housing-fixed component 70 and with its other end 77 on a recess of the actuating arm 65 is and because of the space 78 outside of the connecting rod 13 'to the outside seals fluid-tight. A second elastic bellows 80 is attached at one end to the actuating arm 65 and at another end to the transmission arm 84 . The space 83 formed between this second elastic bellows 80 and the actuating rod 21 'communicates with the space 78 between the first elastic bellows 75 via the ring gap 85 , while the space 78 in turn has a transverse bore 79 with which to the pressure medium system of the control piston 20 'leading annular space 53 between the actuating rod 21 ' and the United connecting rod 13 'is connected.

Ein Gelenkstift 87 dient zur Befestigung der Betätigungsstange 21′ an dem Übertragungsarm 84. Die Bohrung 89, die so bemessen ist, daß eine leichte Montage des Systems ermöglicht wird, ist durch einen Deckel 88 nach außen abgeschlossen.A hinge pin 87 is used to attach the operating rod 21 'to the transmission arm 84 . The bore 89 , which is dimensioned so that easy assembly of the system is made possible, is closed to the outside by a cover 88 .

Die Funktion und Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Herstelleinrichtungen entsprechen im wesentlichen einander und sollen nachfolgend anhand der in der Fig. 1 gezeigten Ausführung näher erläutert werden. Als Verstellkräfte zur Verdrehung der zwei ten Nockenwelle 6 gegenüber der ersten Nockenwelle 2 werden erfin dungsgemäß die an der Schrägverzahnung zwischen dem Antriebsrad 5 und der Ritzelanordnung 7 beim Antrieb mit wechselnden Momenten entstehenden Axialkraftkomponenten herangezogen. Diese Axialkräfte wirken dabei in beiden Richtungen auf die axial verstellbar gehal tene Ritzelanordnung 7 und versuchen diese entsprechend zu verstel len. Aufgrund des Schrägverzahnungseingriffs mit dem Antriebszahn rad 5 einerseits und der axial verschiebbaren aber unverdrehbaren Verbindung mit der zweiten Nockenwelle 6 andererseits ergibt sich bei einer Axialverschiebung eine Verdrehung der zweiten Nockenwel le 6 entsprechend der Steigung der Schrägverzahnung. Die axiale Stellung der Ritzelanordnung 7 wird dabei jedoch durch die hydrau lische Stellungssteuervorrichtung 8 gesteuert, indem der Steuerkol ben 20 lastabhängig verstellt wird und dabei den mit der Ritzelanord nung 7 verbundenen Stellkolben 14 nachführt.The function and mode of operation of the manufacturing devices shown in the drawing correspond essentially to one another and are to be explained in more detail below with reference to the embodiment shown in FIG. 1. As adjusting forces for rotating the two-th camshaft 6 with respect to the first camshaft 2 , the axial force components which occur at the helical toothing between the drive wheel 5 and the pinion arrangement 7 when driving with changing moments are used according to the invention. These axial forces act in both directions on the axially adjustable held pinion arrangement 7 and try to adjust them accordingly. Due to the helical gear engagement with the drive toothed wheel 5 on the one hand and the axially displaceable but non-rotatable connection with the second camshaft 6 on the other hand, there is a rotation of the second Nockenwel le 6 according to the slope of the helical toothing with an axial displacement. The axial position of the pinion arrangement 7 is, however, controlled by the hydraulic position control device 8 by the control piston ben 20 being adjusted depending on the load and thereby adjusting the piston 14 connected to the pinion arrangement 7 .

Beispielsweise sei angenommen, daß der Steuerkolben 20 durch eine Betätigung des Fahrpedals des Fahrzeugs in der Zeichnung nach links verschoben wird. Dadurch wird von der Steuerkante 23 die über die Längsausnehmung 26 mit dem linken Druckraum 15 verbundene Querboh rung 25 geöffnet und über die Verbindungsleitungen 29, 30, 31 und 32 mit dem Druckmittelein- bzw. -auslaß verbunden, während gleichzeitig die zweite Steuerkante 24 die über die Längsausnehmung 28 zu dem rechten Druckraum 16 führende Querbohrung 27 verschließt. Dies hat zur Folge, daß durch das Absperren des rechten Druckraums 16 und die gleichzeitige Öffnung des linken Druckraums 15 der mit der Ritzelan ordnung 7 verbundene Stellkolben 14 aufgrund der ständig an diesem wirkenden Axialkräfte in der Zeichnung nach links bewegt werden kann. Während dieser Verstellbewegung kann aus dem linken Druckraum 15 über die Längsausnehmung 26 und die geöffnete Querbohrung 25 Druckmittel in die Querbohrung 29 entweichen. Gleichzeitig wird nach Öffnung des in der Zeichnung rechten Rückschlagventils 35 der Druckraum 16 über die Leitungen 34, 37, 39 und 28 mit Druckmittel aufgefüllt. Die Verstellung des Stellkolbens 14 erfolgt so lange, bis die Steu erkante 23 die Querbohrung 25 wieder versperrt und somit einer weiteren Verstellung das in den Druckräumen vorhandene inkompressible Druckmedium entgegensteht. Eine Verstellung in umgekehrter Richtung erfolgt in analoger Weise.For example, assume that the spool 20 is shifted to the left in the drawing by operating the accelerator pedal of the vehicle. Characterized the control edge 23, the Querboh connected via the longitudinal recess 26 with the left pressure chamber 15 tion 25 is opened and connected via the connecting lines 29 , 30 , 31 and 32 to the pressure medium inlet and outlet, while at the same time the second control edge 24 which closes the longitudinal recess 28 leading to the right pressure chamber 16 transverse bore 27 . This has the consequence that by shutting off the right pressure chamber 16 and the simultaneous opening of the left pressure chamber 15 , the control piston 14 connected to the pinion arrangement 7 can be moved to the left in the drawing due to the axial forces acting on it. During this adjustment movement, pressure medium can escape from the left pressure chamber 15 via the longitudinal recess 26 and the open transverse bore 25 into the transverse bore 29 . At the same time, after opening the right-hand check valve 35 in the drawing, the pressure chamber 16 is filled with pressure medium via the lines 34 , 37 , 39 and 28 . The adjustment of the actuating piston 14 is carried out until the control edge 23 blocks the transverse bore 25 again and thus prevents further adjustment of the incompressible pressure medium present in the pressure chambers. An adjustment in the opposite direction is carried out in an analogous manner.

Da die Verstellung des Steuerkolbens 20 infolge der Betätigung durch das Laststeuerglied der Brennkraftmaschine, vorzugsweise also des Fahrpedals, lastabhängig ist, ergibt sich zwangsläufig auch eine lastabhängige Verdrehung der zweiten Nockenwelle 6 bezüglich der ersten Nockenwelle 2. Da im Bereich der Vollast zusätzlich eine dreh zahlabhängige Begrenzung der Steuerzeiten zweckmäßig ist, wird die so eben geschilderte Verstellung des Steuerkolbens in diesem Lastbereich drehzahlabhängig durch die Begrenzungsvorrichtung begrenzt. Hierzu schlägt die drehzahlabhängig ausgelenkte Kurvenscheibe 42 je nach Drehzahl früher oder später mit ihrer Außenkontur an dem Anschlag stift 44 an und verhindert damit eine weitere Verstellung der Betäti gungsstange 21 und des damit verbundenen Steuerkolbens 20. Das in dem Betätigungsgestänge angeordnete Kraftbegrenzungsglied ermöglicht da bei ein Überdrücken des Fahrpedals trotz der erreichten Verstellbe grenzung des Steuerkolbens und verhindert so eine Beschädigung des drehzahlabhängigen Wegbegrenzungssystems 40.Since the adjustment of the control piston 20 as a result of the actuation by the load control element of the internal combustion engine, preferably therefore the accelerator pedal, is load-dependent, there is inevitably also a load-dependent rotation of the second camshaft 6 with respect to the first camshaft 2 . Since, in the area of full load, a speed-dependent limitation of the control times is expedient, the adjustment of the control piston just described in this load range is limited in a speed-dependent manner by the limiting device. 42 To this end proposes the speed-dependent deflected cam disk depending on the speed sooner or later with its outer contour against the stop pin 44 and so prevents further movement of the Actuate the supply rod 21 and the associated control piston 20th The arranged in the actuating linkage force limiter enables an overpressure of the accelerator pedal despite the adjustment of the control piston reached Verstellbe and thus prevents damage to the speed-dependent travel limitation system 40th

Claims

1. Device for load and speed-dependent adjustment of the Steuerzei th a gas exchange valve of an internal combustion engine with a valve actuating cam device ( 6 ) and a hydraulic position control device ( 8 ) axially displaceably held helical pinion ( 7 ), on the one hand with the cam device ( 6 ) and on the other hand with an axially fixed to the driven gear ( 5 ) driven by the crankshaft of the internal combustion engine, so that with an axial displacement of the pinion ( 7 ) there is a relative rotation of the cam device ( 6 ) relative to the drive wheel ( 5 ), and wherein the pinion ( 7 ) is connected with respect to its axial displacement to a component of the hydraulic position control device ( 8 ) forming the actuating piston ( 14 ) which is held axially adjustable in a cylindrical bore ( 10 ) and has pressure chambers ( 15 , 16 ) limited to which pressure medium supply ngsleitung ( 26 , 28 , 34 , 36 , 37 , 38 , 39 ) are assigned, characterized in that the hydraulic position control device ( 8 ) has an adjustable control piston ( 20 ) with control edges ( 23 , 24 ) for the discharge control of the Pressure chambers ( 15 , 16 ) is provided, so that the displacement of the actuating piston ( 14 ) by axial, on the helical toothing of the pinion ( 7 ) he generated alternating forces is made possible by the alternating torques given during operation of the internal combustion engine to the pinion ( 7 ) are generated, and that the pressure chambers ( 15 , 16 ) are provided with check valves ( 35 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the hydraulic position control device ( 8 ) is integrated in the cam device ( 6 ).

3. Device according to claim 1, characterized in that the hydraulic position control device ( 8 ') is arranged separately from the cam device ( 6 ) and is designed as a closed hydraulic system.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control piston ( 20 ) of the hydraulic position control device ( 8 ) via an actuating linkage ( 54 , 86 , 84 ) is connected to a load control element of the internal combustion engine.

5. Device according to claim 4, characterized in that the Actuating linkage a device limiting the transferable force having.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a device ( 40 ) for speed-dependent limitation of the axial adjustment of the pinion ( 7 ) is provided.

7. Device according to claim 6, characterized in that a against a spring ( 45 ) depending on the speed deflectable cam ( 42 ) is provided, which with a stop ( 44 ) to limit the axial adjustment of the pinion ( 7 ) relative to an axially fixed component ( 6 ) interacts.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that to compensate for the pinion tooth play, the pinion ( 7 ) consists of two axially braced gears ( 7 a, 7 b), the bracing hydraulically by known game compensation elements ( 51 , 52 ) takes place and for this purpose a hydraulically actuated annular piston ( 48 ) is provided, which is held in an annular space ( 49 ) of one gear ( 7 a) and has its end face against the end face of the other gear ( 7 a) Gear ( 7 b) can be pressed.