DE3534446A1 - Brennkraftmaschine mit zwei nebeneinander angeordneten nockenwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß Ober­ begriff des Hauptanspruches.

Aus der DE-OS 32 10 914 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der von der Kurbelwelle aus mittels eines Riementriebes zwei nebeneinander liegende Nockenwellen angetrieben werden, wobei an beiden Nockenwellen je eine Vorrichtung angeordnet ist, mittels der eine Winkelverstellung der entsprechenden Nockenwelle zur Kurbelwelle, bzw. eine Winkelverstellung der beiden Nockenwellen zueinander bewirkt werden kann. Der Nach­ teil des Standes der Technik besteht darin, daß zu einer ge­ wünscht synchronen Winkelverstellung beider Nockenwellen zur Kurbelwelle beide Winkelverstellvorrichtungen exakt gleich zu betätigen sind, was sich jedoch ohne einen größeren Steue­ rungsaufwand, welcher den Einfluß sämtlicher den synchronen Verstellvorgang beeinflussenden Störgrößen berücksichtigt, nicht zu realisieren ist, zumal auch aufgrund des komplexen Aufbaus der Winkelverstellvorrichtung die Anzahl solcher Störgrößen relativ groß ist.

Mit der in einem weiteren Ausführungsbeispiel beschriebenen Verstellvorrichtung ist eine auch nur annähernd synchrone Ver­ stellung der Nockenwellen zur Kurbelwelle nicht zu erreichen, da eine Verschiebung der Stellstange automatisch eine Winkel­ verstellung der beiden Nockenwellen zueinander bewirkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brenn­ kraftmaschine der im Oberbegriff des Hauptanspruches be­ schriebenen Art zu schaffen, bei der mittels nur einer Winkel­ verstellvorrichtung eine absolut synchrone Winkelverstellung der beiden Nockenwellen zur Kurbelwelle möglich ist und die einfach aufgebaut ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.

Dadurch, daß zur synchronen Verstellung beider Nockenwellen zur Kurbelwelle nur eine Verstellvorrichtung, nämlich die am Riemen­ trieb zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle angeordnete, zu betätigen ist, können Probleme der genannten Art, wie sie beim Stand der Technik gegeben sind,nicht mehr auftreten, wobei eine Ausgestaltung nach Anspruch 2 vom Aufbau her eine besonders einfache Lösung aufzeigt. Das in einem Verbindungselement ange­ ordnete, einen bzgl. des Maschinengehäuses ortsfesten Zapfen aufnehmende Langloch gewährleistet eine gute Führung einer Verstellvorrichtung, wobei auch gleichzeitig eine Drehung des Verbindungselementes um den Zapfen ausgeführt werden kann.

Die Verwendung von Rollen als Spann- und Verstellelemente ge­ währleistet ein optimales Ansprechen der Verstellvorrichtungen auch bei nur geringen Winkeländerungen. Dasselbe gilt ebenso für die Ausbildung eines Verstellelementes nach dem Anspruch 9. Durch eine elastische Abstützung der Spannelemente wird zu jedem Zeitpunkt eine nahezu konstante Riemenspannung in dem ziehenden bzw. dem gezogenen Teil eines Riemens erreicht, un­ abhängig von der momentanen Länge des genannten Abschnittes.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Brennkraftmaschine in einer Prinzipdarstellung.

An einer Brennkraftmaschine wird ausgehend von einer in deren Maschinengehäuse 1 angeordneten Kurbelwelle 2 mittels eines Riemens 3 über eine Zwischenscheibe 4 eine erste Nockenwelle 5 angetrieben. Der Riemen 3, z.B. ein Zahnriemen, wird dabei von der Zwischenscheibe 4 und je einer an die Kurbelwelle und an die Nockenwelle 5 angeflanschten Riemenscheibe 6 bzw . 7 geführt, wobei letztere 7 der­ art ausgebildet ist, daß ein zweiter Riemen 8 aufgelegt werden kann, der dann wiederum ebenfalls über eine angeflanschte Rie­ menscheibe 9 eine zweite Nockenwelle 10, die neben der ersten 5 angeordnet ist, antreibt. An dem ersten Riementrieb 11 ist eine erste Winkelverstellvorrichtung 12 und am zweiten 13 eine zweite Winkelverstellvorrichtung 14 angebracht.

Die erste Verstellvorrichtung 12 besteht aus einer einseitig um einen bzgl. des Maschinengehäuses 1 ortsfest angeordneten Punkt 15 drehbar gelagerten Verstellschiene 16, welche über eine Verbindungsstange 17 mit einer drehbaren Spannrolle 18 ge­ koppelt ist, die gegen die Verbindungsstange 17 in deren Rand­ bereich 17′ über eine in einem Langloch 19 der Verbindungsstange 17 geführten Druckfeder 20, die an der Drehachse 21 der Spann­ rolle 18 und an der Verbindungsstange 17 befestigt ist, elas­ tisch abgestützt wird.

Die Verbindungsstange 17 ist an der Verstellschiene 16 um den Punkt 22 drehbar gelagert und weist in ihrer Längsrichtung ein weiteres Langloch 23 auf, welches einen am Maschinenge­ häuse 1 befestigten Zapfen 24 aufnimmt, und somit für die Führung der Verstellvorrichtung 12 verantwortlich ist. Ferner ist am Maschinengehäuse 1 ein Stellglied 25 befestigt, welches im Bedarfsfall, also bei einer erwünschten Winkelverstellung, die Verstellschiene 16 betätigt, d.h. diese um den Punkt 15 dreht.

Entsprechend ist auch die zweite Winkelverstellvorrichtung 14, die am zweiten Riementrieb 13 angebracht ist, aufgebaut. Der wesentliche Unterschied besteht nur darin, daß hier eine Winkelverstellung nicht über eine einseitig drehbare Verstell­ schiene, sondern über eine drehbare Verstellrolle 26 bewirkt wird, welche an einem beweglichen, um einen Punkt 27 drehbaren und von einem zweiten Stellglied 28 betätigten Gestänge 29 ge­ lagert ist. Auch hier ist eine drehbare Spannrolle 30 über eine Verbindungsstange 31, die identisch zur ersten Verstellvorrich­ tung 12 geführt wird (ortsfester Zapfen 32 in Langloch 33), mit dem Verstellelement 26 verbunden und im Randbereich 31′ der Verbindungsstange 31 elastisch an dieser 31 abgestützt.

Bei einer Drehung der Kurbelwelle 2 in Richtung des Pfeiles 34 ergibt sich für die beiden Nockenwellen 5 und 10 eine Drehung in Richtung der Pfeile 35 und 36.

Angenommen es soll der Drehwinkel zwischen der Kurbelwelle 2 und der ersten Nockenwelle 5 verstellt werden, so ist die wirksame Länge des gezogenen Teiles 37 des Riemens 3 entspre­ chend zu verändern. Dies geschieht durch eine Betätigung der Verstellschiene 16 mittels des Stellgliedes 25. Gleichzeitig ändert sich aber auch die Länge des ziehenden Teiles 38 des Riemens 3 und damit auch die Riemenspannung in diesem Ab­ schnitt 38. Diese Änderung der Riemenspannung wird aber so­ fort von der an der Verbindungsstange 17 elastisch abge­ stützten Spannrolle 18 nahezu vollständig kompensiert. Bei einer Betätigung dieser Verstellvorrichtung 12 wird infolge des Riemens 8 auch gleichzeitig der Drehwinkel zwischen der zweiten Nockenwelle 10 und der Kurbelwelle 2 um dasselbe Maß verändert, wie der zwischen der Kurbelwelle 2 und der ersten Nockenwelle 5, d. h. die beiden Nockenwellen 5 und 10 können mittels einer einzigen Verstellvorrichtung 12 syn­ chron zur Kurbelwelle 2 winkelverstellt werden. Ist eine Winkelverstellung der beiden Nockenwellen 5 und 10 zueinan­ der gefordert, was einer Winkelverstellung zwischen der zweiten Nockenwelle 10 und der Kurbelwelle 2 gleichkommt, muß durch die zweite Verstellvorrichtung 14 in diesem Fall die wirksame Länge des ziehenden Teiles 39 des Riemens 8 bei gleichzeitigem Spannungsausgleich am gezogenen Riemen­ abschnitt 40 verändert werden.

Die beiden Stellantriebe 25 und 28 können z. B. hydraulisch oder pneumatisch druckbeaufschlagte, in Zylindern geführte Kolben sein, die entsprechend anzusteuern sind.

Anstelle eines Riemens ist zur Kraftübertragung ebenso ei­ ne Kette verwendbar.

Claims (9)

1. Brennkraftmaschine mit zwei im Maschinengehäuse nebenein­ ander angeordneten, von der Kurbelwelle aus unter Verwendung eines Riementriebes, angetriebenen Nockenwellen, mit einer ersten den Drehwinkel zwischen der ersten Nockenwelle und der Kurbelwelle verstellenden Vorrichtung und einer zweiten den Drehwinkel zwischen der zweiten Nockenwelle und der Kur­ belwelle verstellenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Kurbelwelle (2) über einen ersten Riementrieb (11) mit der ersten Nockenwelle (5) und diese über einen zweiten Riementrieb (13) mit der zweiten Nockenwelle (10) verbunden ist und daß die erste Verstellvorrichtung (12) an dem ersten Riementrieb (11) und die zweite Verstellvorrichtung (14) an dem zweiten Riementrieb (13) angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstellvorrichtungen (12 und 14) aus je ei­ nem die Spannung entweder des ziehenden (38 bzw. 39) oder des gezogenen Teiles (37 bzw. 40) des Riemens (3 bzw. 8) nahezu konstant haltenden Spannelement (18 bzw. 30), je ei­ nem die wirksame Länge entweder des gezogenen (37 bzw. 40) oder des ziehenden Teiles (38 bzw. 39) des Riemens (3 bzw. 8) verändernden Verstellelement (16 bzw. 26) und je einem das Spann- (18 bzw. 30) mit dem Verstellelement (16 bzw. 26) koppelnden Verbindungselement (17 bzw. 31) bestehen.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (17 und 31) mit je einem einen bzgl. des Maschinengehäuses (1) ortsfesten Führungszapfen (24 bzw. 32) aufnehmenden Langloch (23 bzw. 33) versehen sind.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Verstell- (16 bzw. 26) als auch die Spann­ elemente (18 bzw. 30) als Rollen ausgebildet sind.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch je ein in dem dem Verstellelement (16 bzw. 26) abgewandten Randbereich (17′ bzw. 31′) eines Verbindungselementes (17 bzw. 31) in dessen Längsrichtung geführtes und gegen dieses elastisch abgestütztes Spannelement (18 bzw. 30).

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Abstützung der Spannelemente (18 bzw. 30) mittels vorgespannter Federn erfolgt.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (12 und 14) durch am Maschinen­ gehäuse (1) befestigte Stellglieder (25 und 28) betätigbar sind.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (25 und 28) als hydraulisch oder pneu­ matisch druckbeaufschlagbare in je einem Zylinder geführte Kolben ausgebildet sind.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellelement einer Vorrichtung als Schiene (16) ausgebildet ist, die einseitig um einen bzgl. des Maschinenge­ häuses ortsfest angeordneten Fixpunkt (15) drehbar gelagert ist.