DE3933943A1 - Einrichtung zum stufenlosen verstellen der steuerzeiten von gaswechselventilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum stufenlosen Verstellen der Steuerzeiten der Gaswechselventile von Hubkolben- Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 35 09 094 ist eine gattungsgemäße Einrichtung bekannt, bei der ein Zahnriemen schlupffrei Riemenscheiben um­ schlingt, die direkt mit den Nockenwellen und direkt oder gege­ benenfalls über eine Übersetzungsstufe indirekt mit der Kurbel­ welle verbunden sind. Der Zahnriemen wird von drei Spannelementen beaufschlagt, wobei jedes einzelne dieser Spannelemente durch hilfskraftbetätigbare Stelleinrichtungen verstellbar ist und die Erzeugung einer Phasenverschiebung zwischen der Kurbelwelle der Hubkolben-Brennkraftmaschine und den die Ein- und Auslaß­ ventile beaufschlagenden Nockenwellen ermöglicht.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung nun die Aufgabe zu­ grunde, eine gattungsgemäße Einrichtung zum stufenlosen Verstellen der Steuerzeiten von Ein- und Auslaßventilen im Hinblick auf eine kompaktere Bauweise und eine Reduzierung des Steuerungsauf­ wandes weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei getrennt voneinander durch Stelleinrichtungen beaufschlagbare Spannelemente vorgesehen sind, die jeweils über mindestens ein elastisches Verbindungselement mit einem weiteren Spannelement verbunden sind. Somit kann auf den Einsatz einer dritten Stell­ einrichtung verzichtet werden, ohne daß im Hinblick auf eine möglichst unabhängige Verstellbarkeit der Steuerzeiten Einbußen hingenommen werden müssen. Der Verzicht auf eine dritte Stell­ einrichtung ermöglicht insgesamt eine kompaktere Bauweise und führt zu einer Reduzierung des Steueraufwandes.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Merkmalen der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist in schematischer Darstellungsweise ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt eine Ansicht einer Hubkolben-Brennkraftmaschine von der den Nockenwellentrieb auf­ weisenden Stirnseite her. Dabei ist mit 1 insgesamt die Brenn­ kraftmaschine, mit 2 eine dem Nockenwellentrieb zugeordnete Kurbelwellenriemenscheibe, mit 3 ein erster Zahnriemen und mit 4 eine übersetzende Riemenscheibe bezeichnet, welche eine erste Riemenscheibe 5 einer die Einlaßventile betätigenden Nockenwelle und eine zweite Riemenscheibe 6 einer die Auslaßventile betäti­ genden Nockenwelle über einen zweiten Zahnriemen 7 antreibt. Mit 8-10 sind den zweiten Zahnriemen 7 beaufschlagende Spann­ elemente bezeichnet, die im wesentlichen aus direkt an dem Zahn­ riemenrücken angreifenden Rollen 11 bestehen. Die Spannelemente 8 und 10 sind durch hilfskraftbetätigbare Stelleinrichtungen, im Beispiel ölhydraulische Stellzylinder 12 und 13 beaufschlag­ bar und sind über Zugfederelemente 14 und 15 mit dem Spannelement 9 verbunden. Die hier nicht bezifferten Drehachsen der Spann­ elemente 8-10 werden zur Ausführung einer Verstellbewegung in raumfesten Längsnuten 16-18 geführt. Die Längsnuten 16-18 sind sternförmig angeordnet und ermöglichen eine im wesentlichen senkrechte Beaufschlagung des Zahnriemens 7 durch die Spannelemente 8-10. Die Druckbeaufschlagungsräume der Stellzylinder 12, 13 sind über Druckleitungen 19, 20 und Drucksteuereinrichtungen 21, 22 mit einer Versorgungseinrichtung 23 verbunden, die bei­ spielsweise hydraulisches Arbeitsmedium liefert. Die Drucksteuer­ einrichtungen 21, 22 sind steuerbar durch eine Steuereinrich­ tung 24, welche in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brenn­ kraftmaschine die gewünschte günstige Steuerzeitenveränderung der Ein- und Auslaßventile der Brennkraftmaschine ermöglicht. Dazu kann die Steuereinrichtung 24, wie hier nicht weiter dar­ gestellt ist, mit verschiedenen Gebern - zum Beispiel zur Erfas­ sung der Drehzahl oder Leistung der Brennkraftmaschine 1 - ver­ bunden sein. Darüber hinaus können Geber zur Erfassung des Ist­ wertes der Steuerzeiten der Ventile bzw. des Istwertes der Relativ­ stellung der Nockenwellen 5 und 6 zur Kurbelwelle 2 vorgesehen sein.

In der Zeichnung ist mit dicken durchgezogenen Linien eine angenom­ mene Ausgangsstellung des Nockenwellentriebs angedeutet. Ausgehend von dieser Grundstellung können durch unterschiedliche Druckbeauf­ schlagungen der Stellzylinder 12 und 13 entsprechende räumliche Positionen der Spannelemente 8-10 eingestellt werden. Mit dünnen strichpunktierten Linien ist eine Stellung des Nockenwellen­ triebs gezeichnet, bei der durch ausschließliche Druckbeaufschla­ gung der Stelleinrichtung 12 eine Verdrehung der Auslaßventil­ nockenwelle 6 gegenüber der Kurbelwelle 2 erfolgt ist. Die zu­ nehmende Beaufschlagung des zweiten Zahnriemens 7 durch das Spannelement 8 führt zu einer Verdrehung der Auslaßventilnoc­ kenwelle 6 im Uhrzeigersinn. Gleichzeitig wird die über ihre Drehachse in der Längsnut 17 geführte Rolle des Spannelemen­ tes 9 durch den zweiten Zahnriemen 7 in die strichpunktiert gezeichnete Position nach oben gezogen. Dabei stellen die Zug­ federelemente 14 und 15 eine ausreichende Zahnriemenspannung sicher. Über die in der Zeichnung angedeuteten Stellungen der Spannelemente 8, 9 hinaus kann mit der erfindungsgemäßen Ein­ richtung eine weitgehend frei wählbare Veränderung der Steuer­ zeiten sowohl der Einlaß- als auch der Auslaßventile der Brenn­ kraftmaschine erreicht werden. Selbstverständlich ist auch eine symmetrische Verstellung der Einlaß- und Auslaßventilnockenwelle möglich. Zu diesem Zweck erfolgt dann eine gleichsinnige Beauf­ schlagung des zweiten Zahnriemens 7 durch die Spannelemente 8 und 10, so daß sich sowohl eine Verdrehung der Einlaßventil-Nocken­ welle 5 gegenüber der Riemenscheibe 4 und damit auch gegen­ über der Kurbelwelle 2 im Uhrzeigersinn als auch eine Verdrehung der Auslaßventil-Nockenwelle 6 entgegen dem Uhrzeigersinn ergibt.

Es wird auch in der schematischen Darstellung deutlich, daß die erfindungsgemäße Einrichtung gegenüber bislang bekannten vergleichbaren Einrichtungen zu einer geringeren Bauhöhe führt und überdies einen geringeren Steuerungsaufwand erfordert. Selbst­ verständlich ist die Erfindung nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können die Längs­ nuten 16 und 18 beispielsweise entfallen, wenn die Spannelemente 8 und 10 innerhalb der Stelleinrichtungen 12 und 13 stabil genug geführt werden.

Claims (7)

1. Einrichtung zum stufenlosen Verstellen der Steuerzeiten der Gaswechselventile von Hubkolben-Brennkraftmaschinen mit wenigstens zwei von der Kurbelwelle (2) über einen Zahnriemen­ trieb angetriebenen Nockenwellen (5, 6) zur getrennten Betäti­ gung der Gaswechselventile sowie mit den Zahnriemen (7) beauf­ schlagenden verstellbaren Spannelementen (8-10), die zur Erzeugung einer Phasenverschiebung zwischen der Kurbelwelle (2) und den Nockenwellen (5, 6) sowohl zwischen einer Riemen­ scheibe (4), die entweder direkt oder über mindestens eine Übersetzungsstufe indirekt mit der Kurbelwelle (2) verbunden ist, und den beiden Nockenwellen (5, 6) als auch zwischen den beiden Nockenwellen (5, 6) selbst angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennt voneinander durch Stell­ einrichtungen (12, 13) beaufschlagbare Spannelemente (8, 10) vorgesehen sind, die jeweils über mindestens ein elastisches Verbindungselement mit einem weiteren Spannelement (9) ver­ bunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennt voneinander durch Stelleinrichtungen (12, 13) beaufschlagbare Spannelemente (8, 10) jeweils über ein Feder­ element (14, 15) mit einem zwischen den Nockenwellen (5, 6) angeordneten dritten Spannelement (9) verbunden sind, und daß die räumliche Position der durch die Stelleinrichtungen (12, 13) beaufschlagbaren Spannelemente (8, 10) unabhängig von der Verstellbewegung oder Verstellposition der jeweils anderen Stelleinrichtung einstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (8-10) den Zahnriemen beaufschlagende drehbare Rollen sind, deren Drehachse zur Ausführung einer Verstellbewegung jeweils in einer raumfesten Längsnut (16-18) geführt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (16-18) im wesentlichen sternförmig ange­ ordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizitäten der elastischen Verbindungselemente (Feder­ elemente 14, 15) im wesentlichen gleich sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Verbindungselemente (14, 15) mit Zugkraft vorspannbar sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtungen (14, 15) hilfskraftbetätigbar sind.