DE3616234A1 - Vorrichtung zur relativen drehlagenaenderung zweier in antriebsverbindung stehender wellen, insbesondere zwischen in einem maschinengehaeuse einer brennkraftmaschine gelagerten kurbelwelle und nockenwelle - Google Patents

Vorrichtung zur relativen drehlagenaenderung zweier in antriebsverbindung stehender wellen, insbesondere zwischen in einem maschinengehaeuse einer brennkraftmaschine gelagerten kurbelwelle und nockenwelle

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DE3616234A1 DE19863616234 DE3616234A DE3616234A1 DE 3616234 A1 DE3616234 A1 DE 3616234A1 DE 19863616234 DE19863616234 DE 19863616234 DE 3616234 A DE3616234 A DE 3616234A DE 3616234 A1 DE3616234 A1 DE 3616234A1
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Description

Vorrichtung zur relativen Drehlagenänderung zweier in Antriebsver­ bindung stehender Wellen, insbesondere zwischen in einem Maschinen­ gehäuse einer Brennkraftmaschine gelagerten Kurbelwelle und Nockenwelle.
Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches von der US-PS 32 58 937 aus.
Bei der bekannten Vorrichtung steht das Antriebsrad mit einer einseitig axial verlängerten Nabe in drehfester Verbindung, wobei die Nabe nahe dem Antriebsrad in einem Maschinengehäuse drehbeweg­ lich gelagert ist. An ihrem freien Ende ist sie über einen zylin­ drischen Bund in einer stirnseitigen Ausnehmung einer Nockenwelle für eine Kraftstoffeinspritzpumpe drehbeweglich gelagert. Die Nockenwelle ist nahe dem Kupplungsbereich mit der Nabe ebenfalls in dem Maschinengehäuse drehbeweglich gelagert. Nockenwelle und Nabe weisen von ihren kupplungsseitigen Stirnseiten ausgehende Ausnehmungen mit formschlüssigen Führungen für das Koppelglied auf. Das zur Drehlagenänderung der Nockenwelle relativ zum Antriebsrad bzw. ihrer Nabe axial verstellbare Koppelglied wird zur Verstellung einerseits hydraulisch beaufschlagt und anderer­ seits über eine Rückstellfeder in Richtung Ausgangsstellung ver­ lagert. Das zur Bewirkung einer Drehlagenänderung und zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Drehlagenänderung zuzufüh­ rende Hydraulikmedium wird über Kanäle im Bereich des Lagers der Nabe einem Steuerraum zugeführt, der axial einerseits von einer Stirnseite des Koppelgliedes begrenzt ist.
Mit der Verwendung einer Rückstellfeder für das Koppelglied sind nur relativ niedrige Verstellgeschwindigkeiten zu erreichen. Die Höhe der Vorspannung und die Federkonstante der Rückstellfeder sind in ihrer Höhe begrenzt, weil bei zunehmendem Verstellweg der daraus resultierenden Federkraft ein Gleichgewicht auf der hydrau­ lischen Seite entgegengesetzt werden muß. Im Hydraulikmedium, das auf seinem Weg von der über die Brennkraftmaschine angetriebe­ nen Pumpe zu dem vom Koppelglied einseitig begrenzten Steuerraum über einen Lagerspalt des Gleitlagers der Nabe im Maschinengehäuse geführt ist, muß mit zunehmender Federkraft ein erhöhter Druck von der Pumpe aufgebracht werden, der zu einem steigenden Mediumsverlust über dem Gleitlagerspalt führt. Eine einwandfreie Drehlagenveränderung der Nockenwelle relativ zu ihrem Antriebsrad ist damit über dem gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine nicht mehr sichergestellt. Durch diese Dichtprobleme ergibt sich ferner über dem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine ein Verlauf des Druckniveaus in der Steuerkammer zum Koppelglied, der für eine kontinuierliche Proportional-Verstellung des Koppel­ gliedes nicht geeignet ist. Von weiterem Nachteil sind die in beiden Richtungen unterschiedlichen Verstellgeschwindigkeiten des Koppel­ gliedes bei Verwendung einer Rückstellfeder.
Aus der EP-OS 1 63 046 ist eine Vorrichtung zur relativen Drehlagen­ änderung einer Nockenwelle zu einer Kurbelwelle einer Brennkraft­ maschine bekannt, bei der eine aktive hydraulische Verstellung in entgegengesetzten Richtungen möglich ist. Jedoch zeigt diese Vorrichtung, ebenso wie die vorgenannte Vorrichtung nach der US-PS 32 58 937, in drehenden Teilen der Vorrichtung angeordnete, hydraulisch verstellbare Elemente, verbunden mit dem Problem der Zuführung des Hydraulikmediums aus feststehenden Teilen der Brennkraftmaschine in die rotierenden Teile bzw. Anordnungen der Vorrichtung zur relativen Drehlagenänderung.
Dieses Problem der Abdichtung beeinflußt u.a. auch die Anordnung einer derartigen Vorrichtung zur relativen Drehlagenänderung im Maschinengehäuse einer Brennkraftmaschine. Bei den vorgenannten Vorrichtungen wird das aus Lagerspalten austretende Lecköl inner­ halb des Maschinengehäuses dem jeweiligen Sammelraum zugeführt. Hierbei wird der mit den Leckagen aus den Lagerspalten verbundene Druckverlust in Kauf genommen.
Für eine feinfühlige Steuerung einer hydraulisch betätigten Vor­ richtung zur relativen Drehlagenänderung können jedoch derartige Leckagen bzw. Druckverluste nlcht hingenommen werden. Eine Vorrichtung, bei der nicht kontrollierbare Leckagen vermieden sind, zeigt die US-PS 21 91 459. Diese Vorrichtung zeigt, ähnlich wie die eingangs genannte Vorrichtung nach der US-PS 32 58 937, ein einerseits mit der Nockenwelle und andererseits mit der Nabe eines Antriebsrades in formschlüssigem Eingriff stehendes Koppel­ glied, das in einer Richtung axial durch eine Rückstellfeder und in entgegengesetzter Richtung hydraulisch verstellt wird. Um bei dieser Vorrichtung den von einer von der Kurbelwelle angetriebenen Pumpe erzeugten Druck ohne wesentlichen Druckverlust durch Leckagen auf den Kolben des Koppelgliedes einwirken lassen zu können, ist die rotierende und stirnseitig für den Zutritt des Hydraulikmediums zum Kolben offene Nabe des Antriebsrades zu einer koaxialen Bohrung in einer Gehäusewand abgedichtet. Diese Anordnung ist so getroffen, daß bei einer Leckage durch die fehlerhafte Dichtung das Hydraulikmedium im Maschinengehäuse dem Sammelraum zugeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art für eine aktive Verstellung in entgegenge­ setzten Richtungen in einer platzsparenden Anordnung auszubilden.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruches angegebenen Merkmalen gelöst. Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung erzielt, bei der die Betätigungsanordnung von der wellenseitigen Verstellanordnung baulich getrennt ist, wodurch in vorteilhafter Weise bei einer hydraulischen Betätigungs­ anordnung diese mit einem von der Brennkraftmaschine unabhängigen, separaten Hydrauliksystem zusammenwirken kann. Mit einem separaten Hydrauliksystem für die Betätigungsanordnung kann weiter in vorteilhafter Weise ein relativ hohes Druckniveau gewählt werden, wodurch relativ hohe Verstellgeschwindigkeiten erzielbar sind, und zwar in beiden Verstellrichtungen. Um mögliche Fluchtungsfehler zwischen der Verstellanordnung und der Betätigungsanordnung in ihren nachteiligen Auswirkungen möglichst gering zu halten, wird die Betätigungsanordnung mit dem Koppelglied der Verstellanordnung nach einem Teilmerkmal des unabhängigen Patentanspruches über eine Kuppelstange verbunden, die ihrerseits mit dem Koppelglied über ein drei Freiheitsgrade umfassendes Gelenk in Verbindung steht. Damit sind durch evtl. Exzentrizitäten zwischen der drehen­ den Verstellanordnung und der an einem lösbaren Maschinengehäuse­ deckel nicht drehbar befestigten Betätigungsanordnung auftretende mechanische Verzwängungen vermieden. Mit der nach einem weiteren Teilmerkmal des unabhängigen Patentanspruches in einer stirnseiti­ gen Ausnehmung der Welle, insbesondere der Nockenwelle, angeordne­ ten Nabe des Antriebsrades ist in vorteilhafter Weise eine platz­ sparende Ausgestaltung erreicht. Bekanntlich sind insbesondere Nockenwellen an ihrem den Antriebsrad benachbarten Ende über ein im Durchmesser relativ großes Lager im Maschinengehäuse gelagert, so daß eine in diesem Bereich angeordnete stirnseitige Ausnehmung ihrerseits im Durchmesser zur Aufnahme der Nabe des Antriebsrades relativ groß gewählt werden kann. Durch diese Ausgestaltung kann die Verstellanordnung im wesentlichen in axialer Richtung in die Nockenwelle hinein verlegt angeordnet sein, so daß für die Verstellanordnung kein zusätzlicher Platz bzw. Einbauraum benötigt wird. Dies ermöglicht es ferner, die am Maschinengehäusedeckel vorgesehene Befestigungsanordnung möglichst nahe an das freie Ende der Nockenwelle heranzurücken und somit den Einbauraum zwischen dem Antriebsrad am freien Ende der Nockenwelle und dem benachbarten Maschinengehäusedeckel auszunutzen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. So ist zur Senkung der Herstellkosten der Nockenwelle die wellenseitige Geradverzahnung in einem geson­ derten Einsatz ausgebildet, der in einer als Stufenbohrung ausge­ bildeten Ausnehmung drehfest angeordnet wird. Mit der Anordnung und Ausgestaltung des Antriebsrades nach Anspruch 3 ist eine in axialer Richtung kurzbauende Anordnung gegeben. Durch die lösbare Verbindung des Antriebsrades mit dem Flansch der Nabe kann durch in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze im Flansch der Nabe das Antriebsrad korrekt zur Kurbelwelle der Brennkraft­ maschine eingestellt werden. Mit den Merkmalen der Ansprüche 4 und 5 ist für eine hydraulische Betätigungsanordnung eine im Hinblick auf Fertigung und Montage vorteilhafte Ausgestaltung getroffen. Die im Anspruch 6 beschriebene, ausschließliche Führung des Kolbens über elastische Dichtringe in dem Zylinder ergibt in Verbindung mit dem drei Freiheitsgrade aufweisenden Gelenk der Kuppelstange zwischen der Betätigungsanordnung und der Verstell­ anordnung eine weitere Reduzierung evtl. aus Exzentrizitäten der Verstellanordnung herrührenden Verzwängungen. In den Ansprüchen 7 und 8 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung und Anordnung von Teilen des separaten Hydrauliksystems am Maschinengehäusedeckel beschrieben, um einerseits eine platzsparende Anordnung bei leichter Zugänglichkeit zu erreichen und andererseits die Anzahl von Einzelteilen mit gesonderten Dichtanschlüssen zu reduzieren. Anspruch 9 beschreibt ein in axialer Richtung vorteilhaft kurzbau­ endes und hochbelastbares Gelenk, das beiderseits eines auf der Kuppelstange angeordneten Scheibenflansches anliegende radiale Nadellager umfaßt. Zur Schmierung dieses Gelenkes ist das Koppel­ glied mit einer zentrischen Schmierbohrung ausgerüstet, die über eine im Bereich eines weiteren Gleitlagers angeordnete Verteil­ kammer in Verbindung steht, die mit Schmieröl zur Schmierung dieses Gleitlagers versorgt wird, wie aus Merkmalen des Anspruches 10 hervorgeht.
Der weiter oben für ein von der Brennkraftmaschine separates Hydrauliksystem erwähnte Druckspeicher kann bei einer in einem Pkw verwendeten Brennkraftmaschine ein für das Bremssystem verwendeter Druckspeicher sein. Zur Versorgung mit dem Hydraulik­ medium ist weiter eine separate Hydraulikpumpe denkbar, die beispielsweise eine Lenkhilfepumpe sein kann. Damit wird der Bauaufwand für die Vorrichtung zur Änderung der relativen Drehlage gering gehalten. Im übrigen ist ein separates Hydraulik­ system mit einem Hydraulikmedium unter Druck bevorratenden Speicher zur relativen Verstellung der Nockenwelle zur Kurbelwelle durch Änderung der Trummlänge eines Endlos-Übertragungsmittels aus der DE-OS 19 16 167 bekannt.
Die Erfindung ist anhand eines bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.
Eine Nockenwelle 1 mit Nocken 2 zur Betätigung von nicht gezeigten Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine ist über Gleitlager 3 und 4 in einem teilsweise dargestellten Maschinengehäuse 5 der Brennkraftmaschine drehbeweglich gelagert. In einem anderen, nicht gezeigten Teil des Maschinengehäuses 5 der Brennkraftmaschine ist eine Kurbelwelle drehbeweglich angeordnet, die über ein endlo­ ses Treibmittel mit einem Antriebsrad 6 der Nockenwelle 1 in Antriebsverbindung steht. Das Antriebsrad 6 ist auf einem dem Gleitlager 3 der Nockenwelle 1 benachbarten Wellenbund 7 drehbeweg­ lich zentriert. Das relativ zur Nockenwelle 1 drehwinkelbeweglich angeordnete Antriebsrad 6 steht über einen Flansch 8 mit einer Nabe 9 in Verbindung. Über den Flansch 8 einerseits und einem Anschlagring 10 andererseits ist das Antriebsrad 6 auf dem Wellen­ bund 7 axial gesichert.
Die über das Gleitlager 3 in ihrem Endbereich geführte Nockenwelle 1 weist eine konzentrische und als Stufenbohrung ausgestaltete Ausnehmung 11 auf. Die Ausnehmung 11 umfaßt im Bereich des Gleitlagers 3 eine Lagerbohrung 12, in der die Nabe 9 des Antriebs­ rades 6 drehbeweglich gelagert ist. Die mit dem Antriebsrad 6 drehfest verbundene Nabe 9 ist rohrartig gestaltet und an der Innenseite mit einer Schräg- bzw. Schraubverzahnung 13 ausgebildet. Mit der Schrägverzahnung 13 der Nabe 9 in formschlüssigen Eingriff steht ein Koppelglied 14, das über eine Geradverzahnung 15 in formschlüssigen Eingriff mit der Nockenwelle 1 steht. Die wellen­ seitige Geradverzahnung 15′ ist in einem Einsatz 16 ausgebildet, der in einem gegenüber der Lagerbohrung 12 im Durchmesser kleineren Teil lagefixiert angeordnet und als eine Bundbüchse ausgebildet ist.
Das einerseits mit der Schräg- bzw. Schraubverzahnung 13 der Nabe 9 des Antriebsrades 6 und andererseits über die Geradverzah­ nung 15 mit der Nockenwelle 1 formschlüssig zusammenwirkende Koppelglied 14 dient der Übertragung des Drehmomentes vom Antriebsrad 6 auf die Nockenwelle 1. Das eine drehfeste Verbindung zwischen dem Antriebsrad 6 und der Nockenwelle 1 bewirkende Koppelglied 14 ist in der Schräg- bzw. Schraubverzahnung 13 und in der Geradverzahnung 15 axial verlagerbar angeordnet, wobei die für eine relative Drehlagenänderung des Antriebsrades 6 zur Nockenwelle erforderliche axiale Verlagerung des Koppelgliedes 14 durch eine Betätigungsanordnung 17 bewirkt wird.
Die Betätigungsanordnung 17 ist in einem Maschinengehäusedeckel 18 angeordnet und umfaßt eine hydraulisch doppelt wirkende Zylinder/Kolben-Einheit. Die baulich von der im wesentlichen das Antriebsrad 6 und das Koppelglied 14 umfassenden Verstellanordnung getrennte Betätigungsanordnung 17 bzw. die Zylinder/Kolben-Einheit ist mit dem Koppelglied 14 kuppelbar ausgebildet. Hierfür dient eine Kuppelstange 19, die mit dem Koppelglied 14 über ein drei Freiheitsgrade umfassendes Gelenk 20 in Verbindung steht. Das Gelenk 20 umfaßt in einer stirnseitigen Ausnehmung des Koppelglie­ des 14 axial beabstandete Nadellager 21, zwischen denen ein mit der Kuppelstange 19 verbundener Scheibenflansch 22 angeordnet ist. Damit können axiale Abweichungen zwischen dem mit der Nockenwelle 1 drehenden Koppelglied 14 und der am Maschinengehäuse­ deckel 18 angeordneten Betätigungsanordnung 17 ausgeglichen werden.
Die am Koppelglied 14 angeordnete Kuppelstange 19 ist mit einem Kolben 23 der Betätigungsanordnung 17 über eine lösbare Verbindung kuppelbar. Für die Zugänglichkeit der lösbaren Verbindung zwischen der Kuppelstange 19 und dem Kolben 23 umfaßt die Betätigungsanord­ nung 17 einen Zylinder 24, der an seinem der Verstellanordnung abgewandten Ende 25 offen gestaltet ist zur Anordnung des Kolbens 23. Der Zylinder 24 ist gesondert ausgebildet und in eine im Maschinengehäusedeckel 18 angeordnete Stufenbohrung 26 einsteckbar. Er weist einen in Einsteckrichtung vorderen, der Verstellanordnung zugewandten Außenumfangsabschnitt 27 von relativ kleinem Durchmes­ ser und einem demgegenüber hinteren, axial beabstandeten Außenum­ fangsabschnitt 28 von relativ großem Durchmesser auf, wobei der Außenumfangsabschnitt 28 zwei Ringkanäle 29 und 30 voneinander trennt. Weiter weist der in der Stufenbohrung 26 über die Außenum­ fangsabschnitte 27 und 28 zentrierte und mittels elastischer Ringe 31 und 32 in Umfangsnuten dicht angeordnete Zylinder 24 einen dem hinteren Außenumfangsabschnitt 28 zugeordneten Anschlagbund 33 auf. Über diesen Anschlagbund 33 einerseits und einem am Zylinder 24 an seinem offenen Ende 25 stirnseitig anliegenden Abschlußdeckel 34 andererseits ist der Zylinder 24 in der Stufen­ bohrung 26 des Maschinengehäusedeckels 18 axial fixiert. Der Abschlußdeckel 34 ist am Maschinengehäusedeckel 18 befestigbar.
Der Kolben 23 ist im Zylinder 24 lediglich über einen elastischen Dichtring 35 geführt. An seiner der Verstellanordnung zugewandten Stirnseite 36 weist der Kolben 23 ferner einen Dichtungsschaft 37 von relativ großem Durchmesser auf. Der Dichtungsschaft 37 durchsetzt einen radial nach innen gerichteten Bund 38 am Zylinder 24 im Bereich des vorderen Außenumfangsabschnittes 27 mit relativ großem Spiel. Zur Führung des Dichtungsschaftes 37 dienen elasti­ sche Dichtringe 39 in axial beabstandeten Umfangsnuten im Bund 38. Durch die ausschließliche Führung des Kolbens 23 und seines Dichtungsschaftes 37 über die elastischen Dichtungen 35 und 39 werden aus möglichen Fluchtungsfehlern herrührende Belastungen am Gelenk 20 reduziert. Weiter ist mit dieser Ausgestaltung eine Körperschallbrücke zwischen der Nockenwelle 1 bzw. ihrer Verstell­ anordnung und der am Maschinengehäusedeckel 18 angeordneten Betätigungsanordnung 17 vermieden.
Der Kolben 23 teilt den Innenraum des Zylinders 24 in eine erste Steuerkammer 40 und in eine zweite Steuerkammer 41 ein. Die erste Steuerkammer 40 ist in axialer Richtung einerseits vom Abschluß­ deckel 34 und andererseits von der freien Stirnseite 42 des Kolbens 23 begrenzt. Dagegen ist die Steuerkammer 41 in axialer Richtung von der relativ schmalen Stirnseite am Bund 38 des Zylinders 24 und der Stirnseite 36 des Kolbens 23 begrenzt. Der Kolben 23 ist somit als Differenzialkolben ausgebildet, mit dem Vorteil, daß in der Steuerkammer 41 mit den kleineren Wirkflächen aus einem von der Brennkraftmaschine gesonderten Hydrauliksystem 43 das Hydraulik­ medium mit einem relativ hohen Druck anliegen kann. Der in der Steuerkammer 41 wirkende Druck dient zur Verlagerung des Kolbens 23 in seine durch gestrichelte Linien angedeutete Ausgangs­ lage 44. Dies bedeutet für das mit dem Kolben 23 gekuppelte Koppelglied 14 eine im linken Teil der Nabe 9 vorgesehene Ausgangs­ lage, die für die Nockenwelle 1 eine Verstellung nach "spät" bzw. eine späte Drehlage bedeutet. Um ein einwandfreies Arbeiten der Nockenwelle 1 bei fehlendem Mediumsdruck in den Steuerkammern 40, 41 sicherzustellen, ist die Schräg- bzw. Schraubverzahnung 13 in ihrer Steigung so gewählt, daß das Antriebsrad 6 in Antriebs- bzw. Drehrichtung die Nockenwelle 1 überholt, bis der durch das Koppelglied 14 verschobene Kolben 23 in seiner Ausgangslage 44 am Abschlußdeckel 34 anschlägt.
Die Steuerkammern 40 und 41 stehen mit den zum Zylinder 24 konzentrisch angeordneten Ringkanälen 29 und 30 in mediumsführen­ der Verbindung, wobei die Ringkanäle 29 und 30 jeweils mit einer im Maschinengehäusedeckel 18 gesondert ausgebildeten Leitung 45 und 46 verbunden sind. Beide Leitungen 45 und 46 sind an das Hydrauliksystem 43 angeschlossen, das einen das Hydraulikmedium unter Druck bevorratenden Speicher 47 umfaßt. Der mit einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe 48 und ein Druckregel­ ventil 49 in Wirkverbindung stehende Druckspeicher 47 wirkt über eine Leitung 50 auf die Leitungen 45 und 46. Die beiden maschinen­ seitigen Leitungen 45 und 46 sind mittels einer Ventileinrichtung 51 steuerbar. Die Ventileinrichtung 51 kann nach einem Kennfeld der Brennkraftmaschine gesteuert werden für eine betriebspunktabhängige Verstellung der Nockenwelle 1. In dem Hydrauliksystem 43 ist schließlich mit 52 eine Rücklaufleitung zu einem Tank 53 bezeich­ net.
Ein über die Leitung 45 dem Steuerraum 40 zugeführtes Hydraulik­ medium bewirkt eine Verstellung des Kolbens 23 und damit des Koppelgliedes 14, das in seiner axialen Verlagerung durch Anschla­ gen an nicht gezeigte Anschläge des Zylinders 24 begrenzt ist. Eine derartige Verlagerung des Koppelgliedes 14 in Richtung Einsatz 16 bewirkt eine "Vorverstellung" bzw. eine Verstellung nach "früh" der Nockenwelle 1 relativ zum Antriebsrad 6.
Hinsichtlich guter Zugänglichkeit für die Wartung ist die Ventil­ einrichtung 51 als eine baulich gesonderte Funktionseinheit ausge­ bildet, die im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Brenn­ kraftmaschine und zu deren Abtriebsende hin gerichtet an einer Seitenwand 18′ des Maschinengehäusedeckels 18 anordbar ist.
Die Brennkraftmaschine umfaßt für die Nockenwelle 1 ein vom Hydrauliksystem 43 separiertes Schmiersystem, das eine im Gleit­ lager 3 radial angeordnete Schmierölbohrung 54 umfaßt, die zu der die Nabe 9 des Antriebsrades 6 aufnehmenden Lagerbohrung 12 in der Ausnehmung 11 führt. Weiter gehört zu dem Schmiersystem der Brennkraftmaschine eine im Gleitlager 4 radial angeordnete Schmier­ ölbohrung 55 zu einer im Endbereich der Ausnehmung 11 in der Nockenwelle 1 ausgebildeten Verteilkammer 56. Aus der Verteilkammer 56 wird das Schmieröl sowohl der Geradverzahnung 15 des Koppelglie­ des 14 als auch über eine zentrische Bohrung 57 im Koppelglied 14 dem Gelenk 20 zugeführt.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Betätigungsanord­ nung 17 keine durch Rotation beanspruchten Dichtungen 35, 39 an Kolben 23 und Dichtungsschaft 37 vorgesehen. Neben der damit gegebenen erhöhten Sicherheit gegen Leckage ist für den evtl. Fall einer Leckage mit der Vorrichtung ferner erreicht, daß bei schad­ haften Dichtungen 35, 39 das Hydraulikmedium in das Innere der Brennkraftmaschine austritt und somit ein die Umgebung belastender Verlust vermieden ist. Dies ist von wesentlicher Bedeutung im Hinblick auf die mit relativ hohen Drücken eines gesonderten Hydrauliksystems beaufschlagbare Betätigungsanordnung 17, wodurch hinsichtlich des schwankenden Antriebsmomentes der drehenden Nockenwelle 1 ein günstiges Verhältnis von Verstellmoment zu vorgenanntem Antriebsmoment für eine stabile, relative Positionie­ rung von Nockenwelle 1 und Antriebsrad 6 erreicht wird.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur relativen Drehlagenänderung zweier in Antriebs­ verbindung stehender Wellen, insbesondere zwischen in einem Maschinengehäuse einer Brennkraftmaschine gelagerten Kurbel­ welle und Nockenwelle,
  • - umfassend eine Verstellanordnung und eine Betätigungs­ anordnung (17),
  • - wobei die Verstellanordnung ein über formschlüssige Führungen (Schrägverzahnung 13, Geradverzahnung 15, 15′) einer Welle (Nockenwelle 1) und einem zugeordneten Antriebsrad (6) eine drehfeste Verbindung bewirkendes, bewegbar angeordnetes Koppelglied (14) umfaßt,
  • - das für eine Drehlagenänderung durch axiale Verlagerung mindestens über eine Schräg- bzw. Schraubverzahnung (13) in formschlüssigem Eingriff steht und
  • - die Steigung der Schräg- bzw. Schraubverzahnung zur Dreh- bzw. Antriebsrichtung gleichgerichtet ist, und
  • - daß das Koppelglied (14) wellenseitig mit einer in einem geführten Endbereich der Welle (1) in einer Ausnehmung (11) angeordneten Führung (15′) in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Ausnehmung (11) der Welle (1) zusätzlich eine Lager­ bohrung (12) für eine Nabe (9) des Antriebsrades (6) umfaßt,
  • - daß die Nabe (9) rohrartig gestaltet und an der Innenseite mit der Schräg- bzw. Schraubverzahnung (13) ausgebildet ist,
  • - die mit der in der Welle (1) benachbart angeordneten weiteren Führung (Geradverzahnung 15′) in Wirkverbindung steht über das Koppelglied (14),
  • - das mit der an einem lösbaren Maschinengehäusedeckel (18) angebrachten Betätigungsanordnung (17) kuppelbar ist,
  • - wobei eine Kuppelstange (19) der von der Verstellanordnung baulich getrennten Betätigungsanordnung (17) mit dem Koppel­ glied (14) über ein drei Freiheitsgrade umfassendes Gelenk (20) in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Ausnehmung (11) eine Stufenbohrung ist,
  • - die in einem gegenüber der Lagerbohrung (12) im Durchmesser kleineren Teil einen lagefixiert angeordneten, als Bundbüchse ausgebildeten Einsatz (16) mit einer Geradverzahnung (15′) als weitere Führung aufnimmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Nabe (9) über einen Flansch (8) mit einem geson­ derten Antriebsrad (6) drehfest verbindbar ist,
  • - daß das Antriebsrad (6) am Außenumfang eines Wellenbundes (7) drehbeweglich zentriert ist, und
  • - daß Nabe und Antriebsrad durch jeweils eine stirnseitige Anlage des Flansches (8) und eines diesem abgewandt dem Antriebsrad (6) zugeordneten Anschlagringes (10) am Wellenbund (7) axial gesichert sind.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Betätigungsanordnung (17) eine hydraulisch doppelt wirkende Zylinder/Kolben-Einheit ist,
  • - bei der der Zylinder (24) an seinem der Verstellanordnung abgewandtem Ende (25) offen gestaltet ist zur Anordnung des Kolbens (23),
  • - der mit der am Koppelglied (14) angelenkten Kuppelstange (19) in lösbarer Verbindung steht, und
  • - in seiner durch die Schräg- bzw. Schraubverzahnung (13) bewirkten Ausgangslage (44) mit Teilen seiner freien Stirn­ seite (42) an einem gesonderten, den Zylinder (24) über­ deckenden Abschlußdeckel (34) anschlägt,
  • - der am Maschinengehäusedeckel (18) befestigbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Zylinder (24) gesondert ausgebildet und in eine im Maschinengehäusedeckel (18) angeordnete Stufenbohrung (26) einsteckbar ist, und
  • - einen in Einsteckrichtung vorderen, der Verstellanordnung zugewandten Außenumfangsabschnitt (27) von relativ kleinem Durchmesser und
  • - einen demgegenüber hinteren, axial beabstandeten Außenumfangs­ abschnitt (28) von relativ großem Durchmesser aufweist,
  • - der zwei Ringkanäle (29, 30) voneinander trennt,
  • - daß ferner der in der Stufenbohrung (26) über die Außenum­ fangsabschnitte zentrierte und mittels elastischer Ringe (31, 32) in Umfangsnuten dicht angeordnete Zylinder (24) einen dem hinteren Außenumfangsabschnitt zugeordneten Anschlagbund (33) aufweist,
  • - der zusammen mit dem stirnseitig am Zylinder anschlagenden Abschlußdeckel (34) den Zylinder (24) axial fixiert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß der Kolben (23) im Zylinder (24) über einen elastischen Dichtring (35) geführt ist,
  • - daß der Kolben ferner an seiner der Verstellanordnung zuge­ wandten Stirnseite (36) einen Dichtungsschaft (37) von relativ großem Durchmesser aufweist,
  • - der über in axial beabstandeten Umfangsnuten eines radial nach innen gerichteten Bundes (38) am Zylinder (24) im Bereich des vorderen Außenumfangsabschnittes (27) angeordnete elastische Dichtringe (39) geführt ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4-6, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die mit Steuerkammern (40, 41) beiderseits des Kolbens (23) im Zylinder (24) in Verbindung stehenden Ringkanäle (29, 30) jeweils mit einer im Maschinengehäusedeckel (18) gesondert ausgebildeten Leitung (45, 46) verbunden sind, und
  • - beide Leitungen mit einem von der Brennkraftmaschine separaten Hydrauliksystem (43) mit einem Hydraulikmedium unter Druck bevorratenden Speicher (47) in Verbindung stehen,
  • - wobei die Leitungen zu der Steuerkammer (40, 41) mittels einer Ventileinrichtung (51) steuerbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Ventileinrichtung (51) eine baulich gesonderte Funk­ tionseinheit ist,
  • - die an einer Seitenwand (18′) des Maschinengehäusedeckels (18) anordbar ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Gelenk (20) in einer stirnseitigen Ausnehmung des Koppelgliedes (14) axial beabstandete, radial gerichtete Gleit­ oder Wälzeinrichtungen (Nadellager 21) umfaßt,
  • - zwischen denen ein mit der Kuppelstange (19) verbundener Scheibenflansch (22) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Welle (1) dem Wellenbund (7) benachbart ein Gleitlager (3) aufweist,
  • - von dem aus eine radiale Schmierölbohrung (54) zu der die Nabe (9) des Antriebsrades (6) aufnehmenden Lagerbohrung (12) in der Ausnehmung (11) führt,
  • - daß ein weiteres Gleitlager (4) zwischen benachbarten Nocken (2) der Welle angeordnet ist,
  • - von dem aus eine weitere, radiale Schmierölbohrung (55) zu einer im Endbereich der Ausnehmung (11) angeordneten Verteilkammer (56) führt,
  • - aus der das Schmieröl sowohl der wellenseitigen Führung (Geradverzahnung 15, 15′) des Koppelgliedes (14) als auch
  • - über eine zentrische Bohrung (57) im Koppelglied (14) dem Gelenk (20) zugeführt ist.
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