DE3937628A1 - Antriebsvorrichtung fuer eine im zylinderkopf einer brennkraftmaschine gelagerten nockenwelle - Google Patents

Antriebsvorrichtung fuer eine im zylinderkopf einer brennkraftmaschine gelagerten nockenwelle

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für eine im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine gelagerte Nockenwelle entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung dieser Art (DE-A 36 16 234) ist der Stellmotor axial vor dem Antriebsrad in einem Maschinengehäusedeckel angeordnet. Durch diese An­ ordnung vergrößert sich die Abmessung der Brennkraft­ maschine in Längsrichtung. Dies führt bei einem Längsein­ bau der Brennkraftmaschine in ein Kraftfahrzeug zu Platz­ problemen, da aus aerodynamischen Gründen ein flacher, nach vorn abfallender Motorraumdeckel erwünscht ist. Es ist daher kaum möglich, eine derartige Brennkraftmaschine mit variab­ ler Ventilsteuerung in ein bestehendes Fahrzeug einzubauen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvor­ richtung der gattungsgsmäßen Art zu schaffen, mit welcher die geschilderten Probleme beim Einbau der Brennkraft­ maschine in ein Kraftfahrzeug vermieden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stellmotor dem vom Antriebsrad abgewandten Ende der Nocken­ welle benachbart angeordnet ist und daß das Stellglied des Stellmotors mit dem Schaltelement durch eine die Nocken­ welle durchsetzende Schaltstange verbunden ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag kann der Stellmotor problemlos untergebracht werden, da er an einer Stelle sitzt, an welcher die Motorraumhaube zur Windschutzscheibe hin ansteigt.
Vorzugsweise sind das Antriebsrad und die Nockenwelle un­ abhängig voneinander im Zylinderkopf gelagert, wodurch sich gegenüber dem Stand der Technik ein wesentlich einfacherer Aufbau ergibt. Um dabei Fluchtungsfehler zwischen dem An­ triebsrad und der Nockenwelle ausgleichen zu können, sind die beiden Außenverzahnungen des Schaltelements auf ge­ sonderten Abschnitten angeordnet, die drehfest, jedoch winkelbeweglich miteinander verbunden sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 einen Teil-Längsschnitt eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine in einer waagrechten, durch eine Nockenwelle gelegten Ebene, und
Fig. 2 eine Ansicht der das Schaltelement, die Schalt­ stange und das Stellglied des Stellmotors umfassen­ den Baugruppe.
In Fig. 1 ist mit 1 der Zylinderkopf einer ventilgesteuer­ ten Hubkolben-Brennkraftmaschine bezeichnet, in dem über Lager 2 eine Nockenwelle 3 gelagert ist, die Nocken 4 trägt, mit denen nicht gezeigte Einlaß- und/oder Auslaßventile der Brennkraftmaschine betätigt werden. Koaxial zu der Nocken­ welle 3 ist im Zylinderkopf 1 ein Antriebsrad 5 gelagert, das von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Zur Übertragung des Antriebs vom Antriebsrad 5 auf die Nockenwelle 3 dient ein Schaltelement 6, das zwei axial nebeneinander liegende Außenverzahnungen 7 und 8 aufweist, die unterschiedliche Winkel mit der Längsmittelachse der Nockenwelle 3 einschließen. Im Ausführungsbeispiel ist die Außenverzahnung 7 als Geradverzahnung und die Außenverzah­ nung 8 als Schrägverzahnung ausgebildet. Es könnte jedoch auch die Außenverzahnung 8 als Geradverzahnung und die Außenverzahnung 7 als Schrägverzahnung ausgebildet sein.
Schließlich besteht auch die Möglichkeit, sowohl die Außen­ verzahnung 7 als auch die Außenverzahnung 8 als Schrägver­ zahnung, jedoch mit entgegengesetzter oder unterschiedlicher Schrägstellung, auszuführen. Die Außenverzahnung 7 greift in eine entsprechende Innenverzahnung 9 in der hohlen Nabe 10 des Antriebsrades 5 ein und die Außenverzahnung 8 greift in eine entsprechende Innenverzahnung 11 in einer Längsbohrung 12 der Nockenwelle 3 ein. Das Schaltelement 6 kann durch einen Stellmotor 13 axial verschoben werden. Der Stellmotor ist an dem von dem Antriebsrad 5 abgewandten Ende der Nockenwelle 3 angeordnet und weist im Ausführungsbeispiel einen Hydraulikzylinder 14 auf, der durch seinen Deckel 20 drehfest mit der Nockenwelle 3 verbunden ist und mit seiner Nabe 22 in einem mit den Nockenwellenlagern 2 koaxialen Lager 15 gelagert ist. Im Zylinder 14 ist verschiebbar ein Kolben 16 angeordnet, von dem eine Schaltstange 17 ausgeht, die mit dem Stellelement 6 verbunden ist. Eine Feder 18 im Deckel 20 ist bestrebt, den Kolben 16 in seine in Fig. 1 linke Endstellung zu bewegen. Der Kolben 16 bildet mit dem Zylinder 14 eine Hydraulikkammer 19. In der Nabe 22 sitzt eine Hülse 21, in der verschiebbar ein Ventilkörper 23 mit zwei Längsnuten 24 und 25 angeordnet ist, von denen die erste Längsnut 24 über eine Öffnung 28 in der Hülse 21 mit der Hydraulikkammer 19 in Verbindung steht und die zweite Längsnut 25 zum Inneren des Zylinderkopfes 1 hin offen ist. Der Ventilkörper 23 steht unter der Wirkung einer Feder 26, die bestrebt ist, den Ventilkörper 23 in der dargestellten Stellung zu halten, in welcher die erste Längsnut 24 über einen Kanal 27 in der Nabe 22 und in der Hülse 21 mit dem Lager 15 in Verbindung steht, so daß der Hydraulikkammer 19 Drucköl aus dem Lager 15 zugeführt wird und der Kolben 16 entgegen der Wirkung der Feder 18 in die dargestellte rechte Endlage verschoben wird. Der Ventilkörper 23 kann durch einen Elektromagneten 28 entgegen der Wirkung der Feder 26 nach rechts verschoben werden. In dieser Stellung ist die erste Längsnut 24 von dem Kanal 27 abgesteuert und die zweite Längsnut 25 durch eine weitere Öffnung 29 in der Hülse 21 mit der Hydraulikkammer 19 in Verbindung. Dadurch kann sich der Druck in der Hydraulikkammer 19 abbauen und die Feder 18 kann den Kolben 16 nach links verschieben. Dies bewirkt eine entsprechende Verschiebung des Stellelements 6, wobei aufgrund der Schrägverzahnung 8, 11 eine Verdrehung der Nockenwelle 3 relativ zum Antriebsrad 5 stattfindet Wie ersichtlich, ist das Antriebsrad bzw. dessen Nabe 10 un­ abhängig von der Nockenwelle 3 im Zylinderkopf 1 gelagert. Um Fluchtungsfehler zwischen der Nabe 10 und der Nockenwelle 3 auszugleichen, können die Außenverzahnungen 7 und 8 des Schaltelements 6 auf gesonderten Abschnitten angeordnet sein, die durch ein in Fig. 2 schematisch angedeutetes Kardangelenk 30 drehfest, jedoch winkelbeweglich miteinander verbunden sind.
Der Stellmotor 13 ist im Ausführungsbeispiel als Hydraulik­ motor dargestellt, dessen Stellglied (Kolben 16) in der einen Richtung durch die Feder 18 und in der anderen Richtung durch Öldruck verschoben wird. Anstelle dieses einfach wirkenden Hydraulikmotors kann jedoch auch ein doppelt wirkender Hydraulikmotor entsprechend dem Stand der Technik vorgesehen sein, bei welchem das Stellglied in beiden Richtungen durch Öldruck bewegt wird.
Durch die Anordnung des Stellmotors 13 an dem vom Antriebs­ rad abgewandten Ende der Nockenwelle 3 wird der sonst er­ forderliche Platz für die Unterbringung des Stellmotors vor dem Antriebsrad 5 eingespart. Dadurch werden die Probleme bei der Unterbringung der Brennkraftmaschine im Motorraum eines Kraftfahrzeuges erheblich verringert.

Claims (2)

1. Antriebsvorrichtung für eine im Zylinderkopf (1) einer Brennkraftmaschine gelagerte Nockenwelle (3) mit einer Einrichtung zum Verdrehen der Nockenwelle relativ zu einem koaxialen, mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad (5), die ein koaxial zur Nockenwelle (3) angeordnetes, durch einen Stellmotor (13) axial zwischen zwei Endstellungen ver­ schiebbares Schaltelement (6) aufweist, das über eine erste Verzahnung (7, 9) mit dem Antriebsrad (5) und über eine zweite Verzahnung (8, 11) mit der Nockenwelle (3) zu­ sammenwirkt, wobei jede Verzahnung aus einer am Schalt­ element (6) vorgesehenen Außenverzahnung (7 bzw. 8) und einer in der Nabe (10) des Antriebsrades (5) bzw. in der Nockenwelle (3) vorgesehenen Innenverzahnung (9 bzw. 11) besteht und die beiden Verzahnungen unterschiedliche Winkel mit der Längsmittelachse der Nockenwelle ein­ schließen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (13) dem vom Antriebsrad (5) abge­ wandten Ende der Nockenwelle (3) benachbart angeordnet ist und daß das Stellglied (16) des Stellmotors (13) mit dem Schaltelement (6) durch eine die Nockenwelle (3) durch­ setzende Schaltstange (17) verbunden ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebsrad (5) und die Nockenwelle (3) unabhängig voneinander im Zylinderkopf (1) gelagert sind und daß die beiden Außenverzahnungen (7, 8) des Schalt­ elements (6) auf gesonderten Abschnitten angeordnet sind, die drehfest, jedoch winkelbeweglich miteinander verbunden sind.
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