DE3536919A1 - Vorrichtung zur aenderung der relativen drehlage eines getriebenen zu einem treibenden maschinenteil, insbes. einer steuerwelle gegenueber einer kurbelwelle einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung geht gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches von der DE-OS 28 42 154 aus.

Bei dem bekannten, zwischen dem Zugmittelgetriebe und der Steuer­ welle zur Drehzahlreduzierung angeordneten Planetengetriebe ist das Sonnenrad gleichachsig mit einem Zugmittelgetrieberad auf einer Welle drehfest angeordnet. Das zum Sonnenrad koaxial angeord­ nete und mit der Steuerwelle drehfest verbundene Hohlrad wirkt mit dem Sonnenrad über mehrere, am Umfang verteilt angeordnete Planetenräder zusammen. Die Planetenräder sind an einem zur Änderung der Drehlage der Steuerwelle verstellbar gelagerten Planetenradträger bzw. Steg angeordnet.

Die bekannte Vorrichtung ist bauaufwendig und dadurch sowie durch die vielen Lagerungen in der Herstellung teuer. Hohe Her­ stellkosten bedingen ferner die vielen Verzahnungen, die bei dem Erfordernis eines relativ großen Spiels zu einer erheblichen Ge­ räuschentwicklung beitragen. Schließlich ist die Festigkeit der relativ kleinen Planetenräder gering. Weiter ist auch der Wirkungs­ grad dieser bekannten Vorrichtung nicht sehr günstig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile die eingangs beschriebene Vorrichtung mit geringerem Bauaufwand zu gestalten. Diese Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruches dadurch gelöst, daß das Zahnrad ein Planetenrad ist, das mit dem Zugmittelrad auf einer im/am Steg gelagerten, gemeinsamen Welle drehfest angeordnet ist.

Durch ein einziges und relativ großes Planetenrad kann die Verzah­ nung für dieses sowie für das Hohlrad weniger aufwendig gestaltet werden, wobei der gegenseitige Zahneingriff bei wesentlich klei­ nerem Spiel weniger zu Geräuschen neigt. Weiter kann hinsichtlich der Geräuschentwicklung der Zahneingriff zwischen dem einzigen Planetenrad und dem Hohlrad durch eine entsprechende Festlegung der Einzeluntersetzungen in der Gesamtuntersetzung der Drehzahlen von Kurbelwelle und Steuerwelle durch die gleichachsige Anordnung von Planetenrad und Zugmittelrad getroffen werden. Mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung sind schließlich bei kleinem Bauraum große Verdrehwinkel zur Änderung der relativen Drehlage der Steuerwelle möglich.

Mit der im Anspruch 2 beschriebenen Ausgestaltung der Erfindung wird eine große Verdrehwinkel-Geschwindigkeit erreicht. Läuft das Leertrum des Zugmittelgetriebes nach Anspruch 2 dem Zugmittelrad auf der der Eingriffsstelle des Planetenrades mit dem Hohlrad gegenüberliegenden Umfangsseite zu, so wird dem Zugmittelrad und damit dem Planetenrad eine der Schwenkrichtung des Steges gleich­ sinnige zusätzliche Drehbewegung aufgeprägt. Das Hohlrad wird somit nicht nur um den Schwenkwinkel des Steges, sondern zusätzlich um den mit der Verschwenkung erreichten Drehwinkel des Radsatzes aus Zugmittelrad und Planetenrad verstellt, und zwar gleichsinnig. Erreicht wird damit eine Übersetzung des vom Steg ausgeführten Verschwenkwinkels und damit ein gegenüber der Schwenkwinkel-Ge­ schwindigkeit des Steges größere Verdrehwinkel-Geschwindigkeit des Hohlrades und damit der Steuerwelle.

Wird dagegen in Ausgestaltung der Erfindung am Hohlrad ein gegenüber dem Schwenkwinkel des Steges untersetzter Verdrehwinkel gewünscht, so ist der Einlauf des Leertrumes des Zugmittelgetriebes in das Zugmittelrad auf der der Eingriffsstelle des Planetenrades mit dem Hohlrad zugewandten Seite gemäß Anspruch 3 zu wählen. Da bei dieser Anordnung die durch das Verschwenken des Steges aufgeprägte Drehrichtung des Radsatzes aus Zugmittelrad und Planetenrad der Schwenkrichtung des Steges gegensinnig ist, ergibt sich der Verdrehwinkel des Hohlrades aus der Differenz des Schwenkwinkels für den Steg und den Drehwinkel des vorgenannten Radsatzes. Um hierbei jedoch eine Hemmung der Vorrichtung zu vermeiden, ist der Teilkreisdurchmesser des Zugmittelrades nach einem weiteren Merkmal des Anspruches 3 entweder deutlich größer oder deutlich kleiner als der Teilkreisdurchmesser des Planeten­ rades zu wählen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt. Es zeigt

Fig. 1 in perspektifischer, schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Änderung der relativen Drehlage einer Steuerwelle zu einer treibenden Kurbelwelle einer nicht näher gezeigten Brennkraftmaschine,

Fig. 2 ein Schema des Planetengetriebes nach Fig. 1.

Eine Vorrichtung 1 zur Änderung der relativen Drehlage einer Steuerwelle 2 umfaßt ein über ein Hohlrad 3 mit der Steuerwelle 2 drehfest verbundenes Planetengetriebe 4, das mit einer Kurbelwelle 5 einer nicht näher gezeigten Brennkraftmaschine über ein Zugmit­ telgetriebe 6 in Antriebsverbindung steht. Mit dem Hohlrad kämmt untersetzend zusammenwirkend ein Planetenrad 7, das mit einem Zugmittelgetrieberad 8 auf einer am Steg 9 des Planetengetriebes 4 gelagerten, gemeinsamen Welle 10 drehfest angeordnet ist.

Das Zugmittelgetrieberad 8 kann einen Teilkreisdurchmesser aufwei­ sen, der etwa dem des Zugmittelgetrieberades 11 auf der Kurbel­ welle 5 entspricht. Für die erforderliche Gesamtuntersetzung von 2 : 1 zwischen der Kurbelwelle 5 und der Steuerwelle 2 sind das Planetenrad 7 und das innenverzahnte Hohlrad 3 des Planetenge­ triebes 4 entsprechend verzahnt. Weiter weist das Zugmittelgetriebe 6 ein weiteres Zugmittelgetrieberad 12 auf, das für den Antrieb einer weiteren, nicht gezeigten Steuerwelle dient und für die erforderliche 2 : 1-Untersetzung einen doppelt so großen Teilkreis­ durchmesser als das auf der Kurbelwelle 5 sitzende Zugmittelgetrie­ berad 11 aufweist. Vorzugsweise werden über die Steuerwelle 2 Einlaßventile der nicht näher gezeigten Brennkraftmaschine betä­ tigt, während das Zugmittelgetrieberad 12 mit einer Auslaß-Steuer­ welle unmittelbar in drehfester Verbindung steht.

Die Zugmittelgetrieberäder 11, 12 und 8 wirken jeweils mit einem Zugmittel, beispielsweise einer Kette 13, formschlüssig zusammen. Entsprechend der auf dem Zugmittelgetrieberad 8 angegebenen Drehrichtung gemäß Pfeil "A" weist die Kette 13 ein Lasttrum 14 und ein Lasttrum 15 sowie ein Leertrum 16 auf, auf das ein Kettenspan­ ner 17 einwirkt.

Der Steg 9 des Planetengetriebes 4 kann, wie Fig. 2 zeigt, im Bereich der drehfesten Verbindung des Hohlrades 3 mit der Steuer­ welle 2 gelagert sein und zusätzlich am anderen Ende in einem nicht näher gezeigten Maschinengehäusedeckel. Zur Änderung der relativen Drehlage der Steuerwelle 2 zur treibenden Kurbelwelle 5 greift am Steg 9 des Planetengetriebes 4 ferner eine Verstellein­ richtung 18 an, die aus einem mechanischen Gestänge 19 und einem hydraulischen Stellmotor 20 gebildet ist. Der Stellmotor 20 wird über elektromagnetisch betätigte Wegeventile 21 und ein elektro­ nisches Steuergerät 22 geregelt.

Die Vorrichtung 1 dient mit dem Zugmittelgetriebe 6 und dem dazu in Serie angeordneten Planetengetriebe 4 zum einen zum Antrieb der Steuerwelle 2. Sie dient aber auch zur schnelleren Anpassung der Brennkraftmaschine an veränderte Last- und/oder Drehzahlbedin­ gungen, wobei der Steg 9 des Planetengetriebes 4 um vorgegebene Schwenkwinkel mittels des Stellmotors 20 verstellt wird. Um dabei eine mit der Schwenkrichtung des Steges 9 gleichsinnige Winkelbe­ wegung des Hohlrades 3 zu erreichen, muß das Leertrum 16 des Zugmittelgetriebes 6 in das mit dem Planetenrad 7 gleichachsig drehfest auf der Welle 10 angeordnete Zugmittelgetrieberad 8 auf der der Eingriffstelle 23 des Planetenrades 7 mit dem Hohlrad 3 gegenüberliegenden Seite einlaufen. Damit läuft das Leertrum 16 des Zugmittels 6 auf der der Schwenkachse 24 des Steges 9 zuge­ wandten Umfangsseite in das Zugmittelgetrieberad 8 ein. Während einer Drehlagenänderung der Steuerwelle läuft dabei das Zugmittel­ getrieberad 8 auf dem Zugmittel 13 entsprechend der Bewegung des Steges 9, wobei eine Änderung der Länge des Leertrumes 16 durch die Spannvorrichtung 17 ausgeglichen wird.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, das Leertrum eines Zugmittelgetriebes in das Zugmittelgetrieberad auf der der Ein­ griffstelle des Planetenrades mit dem Hohlrad zugewandten Umfangsseite in Eingriff treten zu lassen. Um hierbei ein Hemmen der Vorrichtung zu vermeiden, ist das Zugmittelgetrieberad in seinem Teilkreisdurchmesser entweder deutlich größer oder deutlich kleiner als der Teilkreisdurchmesser des gleichachsig drehfest angeordneten Planetenrades zu wählen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Änderung der relativen Drehlage eines getriebenen zu einem treibenden Maschinenteil, insbesondere einer Steuerwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brenn­ kraftmaschine,

• - mit einem über ein Hohlrad (3) mit der Steuerwelle dreh­ fest verbundenen Planetengetriebe (4) ,
• - das mit der Kurbelwelle (5) über ein Zugmittelgetriebe (6) in Antriebsverbindung steht,
• - wobei ein Zugmittelgetrieberad mit einem mit dem Hohlrad (3) untersetzend zusammenwirkenden Zahnrad auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordnet ist, und
• - ferner an einem Steg (9) des Planetengetriebes (4) eine Verstelleinrichtung (18) zur Drehlagenänderung angreift,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Zahnrad ein Planetenrad (7) ist, das mit dem Zugmit­ telgetrieberad (8) auf einer im/am Steg (9) gelagerten, ge­ meinsamen Welle (10) drehfest angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittelgetrieberad (8) auf der der Eingriffsstelle (23) des Planetenrades (7) mit dem Hohlrad (3) gegenüberliegenden Umfangsseite mit dem Leertrum (16) des Zugmittelgetriebes (6) in Eingriff tritt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Zugmittelgetrieberad mit dem Leertrum des Zugmittel­ getriebes auf der der Eingriffsstelle des Planetenrades mit dem Hohlrad zugewandten Umfangsseite in Eingriff kommt und
• - in seinem Teilkreisdurchmesser entweder größer oder kleiner als der Teilkreisdurchmesser des Planetenrades gewählt ist.