DE4026013A1

DE4026013A1 - Vorrichtung zur winkelverstellung von zwei wellen

Info

Publication number: DE4026013A1
Application number: DE4026013A
Authority: DE
Inventors: Werner Lemme; Hans-Peter Mahlberg
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1990-08-17
Filing date: 1990-08-17
Publication date: 1992-02-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Winkelverstel lung zumindest einer Abtriebswelle gegenüber einer An triebswelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 31 06 266 ist eine Vorrichtung zum Ändern des Einspritzzeitpunktes bekannt, bei der ein Abtriebsrad durch einen Zahnriemen, eine Kette oder dergleichen mit einem kurbelwellenfesten Antriebsrad verbunden ist. Dabei ist das ablaufende und das auflaufende Trum des Zahnrie mens oder der Kette um je ein ortsfestes Umlenkrollenpaar geführt. Zwischen den beiden Umlenkrollenpaaren ist je weils eine weitere Umlenkrolle angeordnet, die auf einem Schieber drehbar befestigt und mittels des Schiebers rela tiv zu den Umlenkrollen verstellbar sind. Durch Stellungs änderungen des Schiebers sind das ab- und auflaufende Trum des Zahnriemens oder der Kette in ihrer Länge veränderbar, so daß das Abtriebsrad gegenüber dem kurbelwellenfesten Antriebsrad um definierte Winkelgrade vor- oder zurückge dreht wird.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß zum Ändern des Einspritzzeitpunktes der Zahnriemen, die Kette oder der gleichen von jeweils einer Umlenkrolle zwischen jeweils einem weiteren Umlenkrollenpaar geführt wird. Durch das ortsfeste Anbringen der beiden Umlenkrollenpaare und das Führen des Zahnriemens oder der Kette zwischen den beiden festen Umlenkrollenpaaren und der beiden beweglichen Um lenkrollen ist der konstruktive Aufwand dieser Vorrichtung erheblich und ein hoher Verschleiß insbesondere des Zahn riemens gegeben. Außerdem führt das Anbringen oder das Auswechseln des Zahnriemens oder der Kette zu einem hohen Montageaufwand. Mit dieser bekannten Vorrichtung, die den vorhandenen Motorraum teilweise aufgrund ihrer Konstruk tion einschränkt, ist zudem eine Spannmöglichkeit von Zahnriemen oder Ketten nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Winkelverstellung einer Abtriebswelle gegenüber einer Antriebswelle bereitzustellen, mit der ein problemloser Montage- und Spannvorgang eines Kraftübertragungsmittels, insbesondere eines Zahnriemens, einer Kette oder derglei chen, möglich ist und die darüber hinaus einfach und kostengünstig aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Kraftübertra gungsmittel zwischen den beiden Umlenkrollen angeordnet ist sowie die erste Umlenkrolle eine Spannrolle und die zweite Umlenkrolle eine Verstellrolle ist.

Durch diese Ausbildung der Umlenkrollen ist ein problemlo ser Montage- und Spannvorgang des Kraftübertragungsmittels möglich. Durch die Anordnung des Kraftübertragungsmittels zwischen den beiden Umlenkrollen ist ein einfacher kon struktiver Aufbau der Vorrichtung gegeben. Mit der Ver stellrolle erreicht man die Winkelverstellung zwischen der Abtriebs- und der Antriebswelle, während die Führung bzw. die Spannung des Kraftübertragungsmittels über die Spann rolle erfolgt. In einer besonderen Ausgestaltung der Er findung ist die Abtriebswelle eine Nockenwelle, insbeson dere eine Nockenwelle von Gaswechselventilen, bzw. die Nockenwelle von Einzel- oder Reiheneinspritzpumpen. Bei der Antriebswelle handelt es sich um eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. In dieser Anordnung wird die Nocken welle oder die Einspritzpumpenwelle gegenüber der Kurbel welle verdreht und somit die Steuerzeiten bzw. der Förder beginn verstellt. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können bei durch Zahnriemen oder Ketten angetriebenen Nockenwellen oder Einspritzpumpen an Brennkraftmaschinen mit beispielsweise kleinen Zylinderzahlen variable Steuer zeiten bzw. eine Spritzverstellung einfach und kosten günstig realisiert werden, ohne den vorhandenen Bauraum der Brennkraftmaschine wesentlich zu verändern, wie dies beispielsweise durch einen Vorsatzspritzversteller nötig ist. Darüberhinaus ist die erfindungsgemäße Vorrichtung an die Brennkraftmaschine adaptierbar, wobei alle übrigen Komponenten der Brennkraftmaschine bis auf den Antriebs strang (Zahnriemen- oder Kettentrieb) unberührt bleiben.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Verstellrolle durch eine zumindest drehzahlabhängige Verstelleinrichtung be wegbar. Dies hat den Vorteil, daß die Steuerzeiten bzw. der Förderbeginn in Abhängigkeit von einem oder mehrerer Parameter der Brennkraftmaschine erfolgt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Verstelleinrichtung nicht nur drehzahlabhängig arbeitet, sondern auch mit anderen Parametern der Brennkraftmaschine (beispielsweise Bauteil temperatur) beaufschlagt werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Spannrolle direkt federbelastet oder als selbstspannende Exzenterspannrolle ausgebildet. Diese beiden alternativen Ausbildungen der Spannrolle haben den Vorteil, daß das Kraftübertragungs mittel sowohl nach der Montage oder einem Wechsel als auch im Betrieb selbsttätig gespannt wird und unabhängig davon gespannt wird, ob eine oder beide Seiten des Kraftübertra gungsmittels (Lostrum, Lasttrum) verkürzt oder gelängt wird. Andere Alternativen zur Spannung des Kraftübertra gungsmittels sind ebenfalls denkbar (zum Beispiel eine druckbeaufschlagte Hebelkonstruktion).

In Weiterbildung der Erfindung ist die Spannrolle und die Verstellrolle auf einer verschiebbaren oder verschwenkba ren Brücke angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß der kon struktive Aufwand gering ist, da die Verstelleinrichtung zur Verstellung von Steuerzeit bzw. Förderbeginn nur an der verschiebbaren oder verschwenkbaren Brücke angreifen muß. Die Spannrolle und die Verstellrolle sind auf der verschiebbaren oder verschwenkbaren Brücke drehbar fest angeordnet. Durch das Verschieben oder das Verschwenken der Brücke wird das Kraftübertragungsmittel auf der zie henden Seite verkürzt und auf der gezogenen Seite um den gleichen Betrag gelängt und umgekehrt. Die beiden genann ten Bewegungsarten der Brücke können alternativ gewählt werden und den konstruktiven Gegebenheiten der Brennkraft maschine angepaßt werden.

In Weiterbildung der Erfindung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Abtriebswellen auf, wobei die beiden Ab triebswellen und die Antriebswelle in Dreiecksform ange ordnet sind. Hierbei ist die Spannrolle zwischen der An triebswelle und einer zweiten Abtriebswelle sowie die Ver stellrolle zwischen der Antriebswelle und der ersten Ab triebswelle angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß neben der Kurbelwelle und der Einspritzpumpenwelle bzw. der Nockenwelle noch eine weitere Abtriebswelle vor handen ist, die weitere Komponenten der Brennkraftmaschine antreiben kann. Hierbei handelt es sich z. B. um die Öl pumpe, die Lichtmaschine oder sonstigen Komponenten der Brennkraftmaschine. Von der zweiten Abtriebswelle werden also solche Komponenten angetrieben, bei denen entweder eine Winkelverstellung zwischen der Abtriebs- und der An triebswelle gefordert wird, als auch solche, bei denen sich eine Winkelverstellung nicht auswirkt.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung liegt das Kraftübertragungsmittel außen an den beiden Umlenkrol len an. Dadurch ergeben sich je nach Anwendungsfall und Platzbedarf konstruktive Vorteile, wobei die erfindungsge mäße Winkelverstellung einer Abtriebswelle gegenüber einer Antriebswelle voll gewährleistet ist und die weiteren Aus bildungen der Erfindung anwendbar sind.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Zeichnungen angegeben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Win kelverstellung von zwei Wellen,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Win kelverstellung von drei Wellen,

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Winkelverstellung von zwei Wellen mit einer verschiebbaren Brücke.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Winkel verstellung von zwei Wellen. Über eine Antriebswelle 1 (Kurbelwelle) und einer Abtriebswelle 2 (Nockenwelle oder Einspritzpumpenwelle) läuft ein Kraftübertragungsmittel 3. Mit 3.1 ist ein Lasttrum und mit 3.2 ein Lostrum des Kraftübertragungsmittels 3 bezeichnet. Eine Drehrichtung des Kraftübertragungsmittels 3 ist mit 4 angegeben. Zwi schen der Antriebswelle 1 und Abtriebswelle 2 befinden sich eine Spannrolle 5 sowie eine Verstellrolle 6, wobei das Kraftübertragungsmittel 3 zwischen der Spannrolle 5 und der Verstellrolle 6 angeordnet ist. Die Verstellrolle 6 ist von einer nicht gezeigten Verstelleinrichtung zumin dest drehzahlabhängig bewegbar. Die Spannrolle 5 ist di rekt federbelastet mit einem Federelement 7, das in Fig. 1 als Druckfeder ausgebildet ist und sich gegen ein festes Ende abstützt. In einer alternativen Ausbildung kann es sich bei dem Federelement 7 auch um eine Zugfeder handeln. Darüber hinaus denkbare Ausgestaltungen zur Spannung des Kraftübertragungsmittels 3 sind hydraulische oder pneuma tische Vorrichtungen (zum Beispiel Druckzylinder), die einfach oder über Hebelkonstruktionen auf die Spannrolle 5 einwirken. Durch diese Anordnung ist sowohl eine Führung als auch eine Spannung des Kraftübertragungsmittels 3 ge geben. Wird die Verstellrolle 6 in einer Bewegungsrichtung 8 nach links verstellt, wird das Lasttrum 3.1 gelängt und gleichzeitig das Lostrum 3.2 des Kraftübertragungsmittels 3 verkürzt. Dadurch wird die Abtriebswelle 2 relativ zur Antriebswelle 1 verdreht und die Steuerzeiten bzw. der Förderbeginn verstellt. Eine gewünschte und beispielhafte Verstellung (Verdrehwinkel) liegt bei etwa 5^o. Erfolgt eine Verstellung der Verstellrolle 6 in die Bewegungsrich tung 8 nach rechts, wird das Lasttrum 3.1 gekürzt und das Lostrum 3.2 des Kraftübertragungsmittels 3 gelängt. In Fig. 1 ist beispielhaft die Mittelstellung der Spannrolle 5 und der Verstellrolle 6 gezeigt. Bei einer Verstellung der beiden Rollen in die Bewegungsrichtung 8 nach links kommt es zu einem positiven Verdrehwinkel, während bei der Bewegungsrichtung 8 nach rechts ein negativer Verdrehwin kel eingestellt wird oder umgekehrt. Ebenso kann die Mit telstellung der Spannrolle 5 und der Verstellrolle 6 (Ver drehwinkel 0°) aus der Mittellage verschoben sein.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Winkel verstellung von drei Wellen. Neben den in Fig. 1 gezeigten und mit den gleichen Bezugsziffern versehenen Komponenten ist in Fig. 2 bei der weiteren erfindungsgemäßen Vorrich tung eine zweite Abtriebswelle 9 vorhanden. Hierbei sind die Antriebswelle 1, die erste Abtriebswelle 2 sowie die zweite Abtriebswelle 9 in Dreiecksform angeordnet. Die mit dem Federelement 7 federbelastete Spannrolle 5 ist dabei in einer Ebene oberhalb der Antriebswelle 1 und der zwei ten Abtriebswelle 9 und innerhalb der Abtriebswelle 2 an geordnet, damit das Kraftübertragungsmittel 3 die An triebswelle 1 und die zweite Abtriebswelle 9 ausreichend umfaßt. Somit kann es nicht zu einem Verrutschen bzw. Springen des Kraftübertragungsmittels 3 kommen. Die Ver stellrolle 6 ist zwischen der Antriebswelle 1 und der zweiten Abtriebswelle 2 angeordnet und in die Bewegungs richtung 8 bewegbar. Eine Anbringung der Verstellrolle 6 näher in Richtung der Antriebswelle oder der Abtriebswelle 2 sowie zwischen der ersten Abtriebswelle 2 und der zwei ten Abtriebswelle 9 ist ebenso möglich. Durch die zumin dest drehzahlabhängige Verstellung der Verstellrolle 6, die in geeigneter Weise elektrisch, hydraulisch oder pneu matisch erfolgen kann, wird eine Winkelverstellung der Wellen relativ zueinander erreicht. An der zweiten Ab triebswelle 9 können beispielsweise eine Ölpumpe, eine Lichtmaschine oder sonstige drehbar angetriebene Komponen ten der Brennkraftmaschine angebracht werden, da hier die Winkelverstellung ebenso wirksam ist wie an der Abtriebs welle 2.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Winkelverstellung von zwei Wellen mit einer verschiebbaren Brücke. Fig. 3a zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die Antriebswel le 1 nicht gegenüber der Abtriebswelle 2 verstellt ist, während in Fig. 3b die Abtriebswelle 2 um x° gegenüber der Antriebswelle 1 verdreht ist. Bei der in diesen Figuren gezeigten Vorrichtung sind die Spannrolle 5 und die Ver stellrolle 6 auf einer Brücke 10 angebracht, die in die mit dem Pfeilen gekennzeichneten Richtungen verschiebbar ist. Durch die in Fig. 3b gezeigte Verschiebung der Brücke 10 nach links, kommt es zu einer Längung des Lasttrums 3.1 und einer Kürzung des Lostrums 3.2 des Kraftübertragungs mittels 3. Daraus resultierend wird die Abtriebswelle 2 um x^o gegenüber der Antriebswelle 1 verstellt, so daß damit die Steuerzeiten bzw. der Förderbeginn verstellt werden. Die Brücke 10 wird von der nicht dargestellten drehzahlab hängigen Verstelleinrichtung (elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch) verschoben und damit, bedingt durch die Längenänderung des Kraftübertragungsmittels (Zahnriemen, Ketten oder dergl.), die Steuerzeit bzw. der Förderbeginn verstellt. Die Spannrolle 5 ist als selbstspannende Exzen terspannrolle ausgebildet, die nach der Montage oder dem Wechsel des Kraftübertragungsmittels 3 eingestellt wird und die Spannung des Kraftübertragungsmittels übernimmt.

In einer alternativen Ausbildung ist die Brücke 10 ver schwenkbar, wenn sie beispielsweise um einen Drehpunkt, der auch den Drehpunkt der Spannrolle 5 darstellt, ver schwenkt wird, während die nicht gezeigte Verstelleinrich tung an der Verstellrolle 6 angreift. Ebenso ist die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung auch für mehr als eine Ab triebswelle geeignet.

Claims

1. Vorrichtung zur Winkelverstellung zumindest einer Abtriebswelle (2) gegenüber einer Antriebswelle (1) einer Brennkraftmaschine, wobei die Abtriebswelle (2) über ein Kraftübertragungsmittel (3), insbesondere einen Zahnrie men, eine Kette oder dergleichen, mit der Antriebswelle verbunden ist und die Winkelverstellung durch Bewegen von zumindest zwei Umlenkrollen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsmittel (3) zwischen den beiden Umlenkrollen angeordnet ist sowie die erste Umlenkrolle eine Spannrolle (5) und die zweite Umlenkrolle eine Verstellrolle (6) ist.

2. Vorrichtung zur Winkelverstellung zumindest einer Abtriebswelle (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (2) eine Nockenwelle, insbesondere eine Nockenwelle von Gaswechsel ventilen, und/oder die Nockenwelle von Einzel- oder Rei heneinspritzpumpen ist und daß die Antriebswelle (1) eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ist.

3. Vorrichtung zur Winkelverstellung zumindest einer Abtriebswelle (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellrolle (6) durch eine zumindest drehzahlabhängige Verstelleinrichtung be wegbar ist.

4. Vorrichtung zur Winkelverstellung zumindest einer Abtriebswelle (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (5) direkt fe derbelastet oder als selbstspannende Exzenterspannrolle ausgebildet ist.

5. Vorrichtung zur Winkelverstellung zumindest einer Abtriebswelle (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (5) und die Verstellrolle (6) auf einer verschiebbaren oder ver schwenkbaren Brücke (10) angeordnet sind.

6. Vorrichtung zur Winkelverstellung zumindest einer Abtriebswelle (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwei Abtriebs wellen aufweist, wobei die erste Abtriebswelle (2), eine zweite Abtriebswelle (9) sowie die Antriebswelle (1) in Dreiecksform angeordnet sind.

7. Vorrichtung zur Winkelverstellung zumindest einer Abtriebswelle (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (5) zwischen der Antriebswelle (1) und der zweiten Abtriebswelle (9) und daß die Verstellrolle (6) zwischen der Antriebswelle (1) und der ersten Abtriebswelle (2) angeordnet ist.

8. Vorrichtung zur Winkelverstellung zumindest einer Abtriebswelle (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsmittel (3) außen an den beiden Umlenkrollen (5, 6) anliegt.