DE3541065A1

DE3541065A1 - Zahnradanordnung zur uebertragung der drehung zwischen zwei wellen

Info

Publication number: DE3541065A1
Application number: DE19853541065
Authority: DE
Inventors: Kyo Hattori; Kazuo Kato; Shuji Toyota Aichi Morita
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-01-26
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1986-07-31
Also published as: DE3541065C2; JPH0437214Y2; JPS61125617U; US4696201A

Description

Zahnradanordnung zur Übertragung der Drehung
zwischen zwei Wellen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradanordnung zur Übertragung der Drehung zwischen zwei Wellen. Im einzelnen bezieht sie sich auf eine Konstruktion zur Sicherstellung der Schmierung einer solchen Zahnradanordnung .

Bei einem Motor mit doppelter, obenliegender Nockenwelle sind zwei oberhalb eines Zylinderkopfes liegende Nockenwellen mit Nocken versehen, die die Einlaßbzw, Auslaßventile öffnen und schließen. Die zwei Nockenwellen sind mit Zahnrädern versehen, die in ständigem Eingriff miteinander stehen; die Nockenwellen

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drehen sich auf diese Weise synchron, so daß die Einlaß- und Auslaßventile zu vorbestimmten Zeitpunkten geöffnet und geschlossen werden.

Bei einem herkömmlichen Motor mit doppelter, obenliegender Nockenwelle ist eine Einrichtung zur Zuführung des Schmieröls zu den Zahnrädern in der Weise ausgeführt, daß das Öl einem Bereich der Zahnräder, in dem die Zähne der Zahnräder augenblicklich ineinandergreifen, in Richtung längs der Wellenachsen zugeführt wird. Wenn die Zuführvorrichtung in der Art konstruiert ist, daß das Öl dem Eingriffsbereich in Rotationsrichtung der Wellen zugeführt wird, wird das öl relativ wirksam im Eingriffsbereich verteilt. Die Zuführvorrichtung kann wegen des auf dem Zylinderkopf angebrachten Kopfdeckels nicht immer auf der in Rotationsrichtung der Zahnräder gesehen abgewandten Seite des Eingriff sbereichs vorgesehen werden. Die Zuführvorrichtung muß deshalb seitlich des Eingriffsbereichs angebracht sein. Demzufolge trifft das aus der Zuführvorrichtung austretende Schmieröl auf die Seitenfläche der Zahnräder und ein gewisser Anteil des Öls wird nicht dem Eingriffsbereich zugeführt, sondern in den Ventilmechanismus abgeleitet und sickert in die Ventile. Die Zuführvorrichtungen müssen deshalb den Zahnrädern eine größere Ölmenge zuführen. Wenn die ölmenge, die aufgrund des Auftreffens auf die Zahnradseite abgeleitet wird, größer wird, wächst auch die ölmenge an, die in ein sogenanntes PCV-Ventil sickert, das zwischen Kurbelgehäuse und Einlaßkrümmer vorgesehen ist; das verschlechtert nicht nur die Abgasemmision, sondern erhöht auch den Ölverbrauch. Außerdem muß eine ölpumpe mit großer Kapazität vorgesehen werden, um ein Absinken des Öldrucks in anderen Bereichen des Kopfdeckeis zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Zahnradanordnung zu schaffen, bei der das Schmieröl wirksam allen Eingriffsbereichen der Zahnräder zugeführt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Zahnradanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird eine Zahnradanordnung vorgesehen, die ein erstes Zahnrad, das an einer der Nockenwellen befestigt ist, ein zweites Zahnrad, das an der anderen Nockenwelle befestigt ist und mit dem ersten Zahnrad ineinandergreift, und eine Schmiervorrichtung aufweist, die einen Bereich schmiert, in dem die Zähne des ersten und zweiten Zahnrades ineinandergreifen (im folgenden Eingriffsbereich genannt). Das zweite Zahnrad ist entlang einer Ebene senkrecht zu seiner Achse in zwei Zahnradelemente geteilt. Die Schmiervorrichtung weist einen zwischen den beiden Zahnradelementen gebildeten Durchlaß und eine Versor-

gungsquelle auf, die das Schmieröl so dem Durchlaß zuführt, das es in den Eingriffsbereich fließt. Der Durchlaß verläuft in radialer Richtung relativ zu den Achsen des ersten und zweiten Zahnrades.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schnitt eines Antriebssystems für die ° Nocken eines Motors mit doppelter, obenliegender Nockenwelle;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung des zweiten ° Zahnrades in zerlegtem Zustand;

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung eines Zahnradelementes des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines Zahnradelementes des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und

Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung eines Zahnradelementes des fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt einen Motor mit doppelter, obenliegender Nockenwelle, bei dem die Erfindung angewendet ist. Ein Kolben 11 sitzt gemäß der Zeichnung gleitend in einer Zylinderbohrung 12, die an einem Zylinderblock 13, auf dem ein Zylinderkopf 14 mit einem Saugkanal 15 und einem Auslaßkanal 16 angebracht ist, ausgebildet ist. Ein Einlaßventil 17 und ein Auslaßventil 18 sind am Zylinderkopf 14 vorgesehen, um den Saugkanal 15 bzw. den Auslaßkanal 16 zu schließen und zu öffnen. Die Ventile 17 und 18 werden mittels Nocken 21 und 22, die über den Enden der Ventilschäfte 23 und 24 der Ventile 17 und 18 angeordnet sind, geöffnet und geschlossen.

Die Nocken 21 und 22 sind auf einer ersten Nockenwelle 28 bzw. einer zweiten Nockenwelle 33 fest montiert, die durch eine Kurbelwelle 33 gedreht werden, die ihrerseits durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 11, die durch eine Verbindungsstange 26 übertragen wird, gedreht wird. Die erste Nockenwelle 28 ist mit einer Riemenscheibe 29 versehen, die über einen Endlosriemen 32 zur Zeitsteuerung mit einer an einem Ende der Kurbelwelle 25 angebrachten Riemenscheibe 29 derart verbunden ist, daß die Drehung der Kurbelwelle 25 auf die Nockenwelle 28 und so auf die Nocke 21 über-

-δι tragen wird. Ein an der ersten Nockenwelle 28 befestigtes erstes Zahnrad 41 greift mit einem an der zweiten Nockenwelle 33 befestigten zweiten Zahnrad 42 so ineinander, daß die Drehung der ersten Nockenwelle 28 auf die zweite Nockenwelle 33 übertragen wird.

Bei diesem Anwendungsbeispiel weist das zweite Zahnrad 42, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, ein Zahnradelement 43 und ein Zahnradelement 44 auf, die gebildet werden, indem das Zahnrad 42 entlang einer Ebene senkrecht zu seiner Achse in zwei Teile geteilt wird. Das zweite Zahnrad weist ferner eine C-förmige Feder 45 auf, die in einer am Zahnradelement 43 ausgebildeten Ringnut 46 sitzt. Zwei Endabschnitte 47 und 48 der C-förmigen Feder 45 werden in Axialrichtung gebogen und so in an den Zahnradelementen 43 bzw. 44 ausgebildete Löcher 51 und 52 eingesetzt, daß die Zahnradelemente 43 und 44 in entgegengesetzte Umfangsrichtung gedrückt werden und so ein Zahn des Zahnradelementes 43 und ein Zahn des Zahnradelementes 44 einen Zahn des ersten Zahnrades 41 in der Weise halten, daß Spiel zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad 41 verhindert wird. Eine Radialnut 53 ist in der Oberfläche der Innenseite der Ringnut 46 ausgebildet und verläuft von der inneren Oberfläche 54 des Zahnradelementes 43 in radialer Richtung. Die zwei Zahnradelemente 43 und 44 sind so an der zweiten Nockenwelle 33 befestigt, daß die Oberfläche des Zahnradelementes 43, in der die Ringnut 46 und die Radialnut 53 ausgebildet sind, dem Zahnradelement 44 gegenüberliegt, wie in Figur 2 dargestellt ist. Das Zahnradelement 44 ist an der zweiten Nockenwelle 33 mittels eines Keils oder einer Feder (nicht dargestellt) befestigt und kann sich so nicht relativ zur zweiten Nockenwelle 33 drehen. Im Gegensatz dazu ist das Zahnrad'-"

radelement 43 so an der zweiten Nockenwelle 33 befestigt, daß es sich relativ zur zweiten Nockenwelle 33 drehen kann, d.h. das Zahnradelement 43 kann sich relativ zum Zahnradelement 44 drehen. Mittels eines Sprengrings 56 ist an der zweiten Nockenwelle 33 eine Druckfeder 55 angebracht, um das Zahnradelement 43 gegen das Zahnradelement 44 zu drücken.

Ein Durchlaß ist zwischen den Zahnradelementen 43 und 44 ausgebildet, um das Schmieröl dem Eingriffsbereich des ersten und zweiten Zahnrades 41 und 42 zuzuführen. Dieser Durchlaß setzt sich aus der Radialnut 53» der Ringnut 56' und einem Zwischenraum zwischen den Zahnradelömenten 43 und 44, der die Ringnut 46 umläuft, zusammen. Die Ringnut 46 verläuft in Umfangsrichtung um die Achse des zweiten Zahnrades 42 und steht mit dem äußeren Ende der Radialnut 53 in Verbindung, so daß der Eingriffsbereich des zweiten Zahnrades 42 über die Radialnut 53, die Ringnut 46 und den Zwischenraum mit der inneren Oberfläche 54 in Verbindung steht.

Die zweite Nockenwelle 33 ist mittels eines inneren Abschnittes 61 des am Zylinderkopf 14 ausgebildeten Lagergehäuses 62 drehbar und verschieblich gelagert. An dieser inneren Oberfläche des Lagergehäuses 62 ist eine ringförmige ölnut 63 und am Lagergehäuse 62 ist ein ölgang 64, der die ringförmige Ölnut 63 mit einer Ölpumpe 65 verbindet, ausgebildet. Die zweite Nockenwelle 33 ist mit einer axialen Bohrung 66, die entlang ihrer Achse verläuft, sowie einer ersten und zweiten radialen Bohrung 67 bzw. 68 versehen. Die erste radiale Bohrung 67 verbindet die axiale Bohrung 66 mit der Radialnut 53 und die zweite radiale Bohrung 68 verbindet die axiale Bohrung 66 mit der ringförmigen

ί Ringnut 63.

Auf diese Weise kann das von der Ölpumpe 65 beförderte Schmieröl durch den Ölgang 64, die ringförmige Ölnut 63, die zweite radiale Bohrung 68, die axiale Bohrung 66 und die erste radiale Bohrung 67 in den Durchlaß zwischen den Zahnelementen 43 und 44 fließen. Das Öl fließt in die Radialnut 53 und erreicht die Ringnut 46. Aufgrund der durch die Drehung des zweiten Zahnrades 42 auftretenden Zentrifugalkraft wird das öl in der Ringnut 46 in den Zwischenraum, der zwischen den äußeren Oberflächenabschnitten der Zahnradelemente 43 und 44 gebildet wird, befördert und fließt in den Eingriffsbereich des ersten und zweiten Zahnrades 41 und 42, um diesen Bereich zu schmieren.

Wie oben erwähnt ist, wird das Schmieröl über den inneren Bereich des zweiten Zahnrades 42 dem Eingriffsbereich zugeführt. Auf diese Weise ist eine vollstän- dige Schmierung des Eingriffsbereichs sichergestellt und die Ölmenge, die in eine durch den Zylinderkopf 14 und den Kopfdeckel gebildete Nockenkammer abgeleitet wird, wird verringert. Dementsprechend wird der Ölverbrauch auf einen geringen Wert beschränkt und es braucht nur eine ölpumpe 65 geringer Kapazität vorgesehen zu werden. Wenn die Ölmenge, die durch ein PCV-Ventil sickert, drastisch verringert wird, verbessert sich auch die Abgasemmision.

Die Feder 45, die die Zahnradelemente 43 und 44 gegeneinander drückt, muß nicht vorgesehen sein und das zweite Zahnrad 42 kann aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Zahnradelementen bestehen.

1 Obwohl die Ringnut 46, die die C-förmige Feder 45 aufnimmt, einen Teil des Durchlasses für das Schmieröl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel darstellt, kann die Ringnut 46 in jedem Bereich, der innerhalb der äußeren Zähne des zweiten Zahnrades liegt, ausgebildet werden. Die Ringnut 46 kann z.B. in der äußeren Oberfläche der zweiten Nockenwelle 33 oder der inneren Oberfläche des zweiten Zahnrades 42 ausgebildet werden. Des weiteren kann die Ringnut 46 in der Oberfläche des zweiten Zahnradelementes 44 ausgebildet werden.

Die Nut 46 ist nicht notwendigerweise kreisförmig, sondern sie kann aus einer Vielzahl bogenförmiger Nuten Jl zusammengesetzt sein, die so an einer Oberfläche des Zahnradelementes 43 ausgebildet sind, daß sie die Achse des Zahnradelementes 43 umringen, wie in Figur 4 dargestellt ist. In dieser Konstruktion sind die Radialnuten 53 entsprechend den bogenförmigen Nuten Jl ausgebildet. Die Nut 46 kann auch durch eine in radialer Richtung verlaufende Nut 72, wie in Figur 5 dargestellt ist, oder in radialer Richtung verlaufende Nuten 73, wie in Figur 6 dargestellt ist, ersetzt werden.

Vorstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert worden. Es liegt jedoch für den Fachmann auf der Hand, daß zahlreiche Änderungen im Rahmen der erfinderischen Idee ausführbar sind.

Eine Zahnradanordnung weist ein erstes und ein zweites Zahnrad auf, die in ständigem Eingriff miteinander stehen. Das zweite Zahnrad ist entlang einer Ebene senkrecht zu seiner Achse in zwei Zahnradelemente

geteilt. Ein Durchlaß, durch den das Schmieröl fließt, ist zwischen diesen beiden Zahnradelementen ausgebildet. Der Durchlaß weist vorzugsweise eine Radialnut, die in einer Oberfläche eines der zwei Zahnradelemente ausgebildet ist und von der inneren Oberfläche des Zahnradelementes in radialer Richtung verläuft, eine Ringnut, die in der Oberfläche ausgebildet ist, in Umfangsrichtung um die Achse des Zahnradelementes verläuft und mit dem äußeren Endabschnitt der Radialnut in Verbindung steht, und einem Zwischenraum auf, der zwischen den zwei Zahnradelementen gebildet wird und die Ringnut umläuft.

Claims

TeDTKE - BüHLING - ΚΐΝΝ#έ * O /% Ä" **** *" Dipl.-Ing. H. Tiedtke Pellmann - Grams - ötruif Di^-cheiaaBühiino or/ λ ρ, λ.γ Dipl.-Ing. R. Kinne 0 0 4 IUoO Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif Bavariarlng 4, Postfach 20240; 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: O 89 - 537377 cable: Germaniapatent Münchei 19. November I985 DE 528I /case TYT-5157-DE Patentansprüche

1. Zahnradanordnung zur Übertragung einer Drehung zwischen zwei Nocken aufweisenden Nockenwellen, um insbesondere Einlaß- und Auslaßventile eines Motors mit doppelter, obenliegender Nockenwelle zu öffnen und zu schließen, dadurch gekennzeichnet, daß

ein erstes Zahnrad (41) an einer der Nockenwellen (28) befestigt ist,

ein zweites Zahnrad (42) an der anderen Nockenwelle (33) befestigt ist,

das zweite Zahnrad (42) mit dem ersten Zahnrad (41) ineinandergreift,

das zweite Zahnrad (42) entlang einer Ebene senkrecht zu seiner Achse in zwei Zahnradelemente (43, 44) geteilt ist,

eine Vorrichtung zum Schmieren eines Eingriffsbereichs, an dem das erste und das zweite Zahnrad ineinandergreifen, vorhanden ist,

die Schmiervorrichtung einen Durchlaß, der zwischen den zwei Zahnradelementen ausgebildet ist, und eine Versorgungsquelle aufweist, die das Schmieröl

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dem Durchlaß zuführt, so daß das Schmieröl in den Eingriffsbereich fließt, und

der Durchlaß relativ zu der Achse des ersten

und zweiten Zahnrades in radialer Richtung verläuft.
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2. Zahnradanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Durchlaß eine Radialnut (53) aufweist, die in einer Oberfläche eines der zwei Zahnradelemente ausgebildet ist und in radialer Richtung verläuft.

3. Zahnradanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Durchlaß eine Ringnut (46) aufweist, die in einer Oberfläche eines der zwei Zahnradelemente ausgebildet ist und in Umfangsrichtung um die Achse der zwei Zahnradelemente verläuft.

4. Zahnradanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Durchlaß eine Radialnut (53), die in einer Oberfläche eines der zwei Zahnradelemente ausgebildet ist und von der inneren Oberfläche (54) des Zahnradelementes in radialer Richtung verläuft, eine Ringnut (46), die in der Oberfläche ausgebildet ist, in Umfangsrichtung um die Achse der zwei Zahnradelemente verläuft und mit dem äußeren Ende der Radialnut (53) verbunden ist, und einen Zwischenraum zwischen den zwei Zahnradelementen aufweist, der die Ringnut (46) umläuft.

5. Zahnradanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Durchlaß eine Vielzahl bogenförmiger Nuten (71) aufweist, die in einer Oberfläche eines der zwei

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Zahnradelemente so ausgebildet sind, daß sie die Achse des Zahnradelementes umringen.

6. Zahnradanordnung nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die Versorgungsquelle eine axiale Bohrung (66), die in der Nockenwelle (33) ausgebildet ist, an der das zweite Zahnrad (42) befestigt ist, eine radiale Bohrung (67), die so in der Nockenwelle ausgebildet ist, daß sie die axiale Bohrung (66) und den Durchlaß verbindet, und eine ölpumpe (65) aufweist, die das Schmieröl in die axiale Bohrung (66) fördert.

7. Zahnradanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das zweite Zahnrad (42) des weiteren eine Feder (55) aufweist, die die zwei Zahnradelemente in entgegengesetzte Umfangsrichtungen drückt, so daß ein Zahn eines der zwei Zahnradelemente und ein Zahn des anderen . der zwei Zahnradelemente einen Zahn des ersten Zahnrades (41) so halten, daß Spiel zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad verhindert ist.

8. Zahnradanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Feder (55) in einer Ringnut (46) vorgesehen ist, die in der Oberfläche eines der zwei Zahnradelemente ausgebildet ist, und daß

die Ringnut Teil des Durchlasses ist. 30