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DE4301647A1 - Mechanism for angular adjustment of engine cam shaft - Google Patents

Mechanism for angular adjustment of engine cam shaft

Info

Publication number
DE4301647A1
DE4301647A1 DE19934301647 DE4301647A DE4301647A1 DE 4301647 A1 DE4301647 A1 DE 4301647A1 DE 19934301647 DE19934301647 DE 19934301647 DE 4301647 A DE4301647 A DE 4301647A DE 4301647 A1 DE4301647 A1 DE 4301647A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combustion engine
internal combustion
camshaft
threaded spindle
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19934301647
Other languages
German (de)
Inventor
Stephan Rubbert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE19934301647 priority Critical patent/DE4301647A1/en
Publication of DE4301647A1 publication Critical patent/DE4301647A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/022Chain drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/024Belt drive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/348Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by means acting on timing belts or chains

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Mechanism in which the position member is formed as a threaded spindle (10) linked to a threaded sleeve (11) firmly connected to the combustion engine. The spindle is capable of being connected via a switchable coupling (14a, 14b) to an endless belt drive (15a, 15b).Two counter running endless belt drives are provided to which the spindle can be selectively connected. The couplings are magnetic couplings (14a, 14b, 14a', 14b'), and a length compensation element and/or angular adjustment element (linkage shaft 18) is fitted between the spindle and the coupling.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Winkelver­ stellung einer Brennkraftmaschinen-Nockenwelle gegenüber einem Antriebsrad, das mit der Nockenwelle über eine durch ein Stellglied axial verschiebbare, zumindest eine Schrägverzahnungs-Paarung aufweisende Zahnwelle verbunden ist. Derartige Verstellvorrichtungen sind in mannigfachen Ausführungsformen bekannt, beispielshalber sei hierzu auf die DE 41 10 088 C1 verwiesen.The invention relates to a device for Winkelver position of an internal combustion engine camshaft a drive wheel that is connected to the camshaft via a axially displaceable by an actuator, at least one Gear shaft having helical tooth pairing connected is. Such adjustment devices are numerous Embodiments are known, for this purpose, for example referred to DE 41 10 088 C1.

Als Stellglieder zum Längsverschieben der Zahnwelle kom­ men zumeist hydraulische Systeme zum Einsatz. Diese hydraulischen Systeme erfordern jedoch aufgrund der un­ vermeidlichen Leckagen im Ölkreislauf eine ständige Nach­ regelung und verbrauchen somit auch dann Antriebsenergie, wenn keine Verstellung der Nockenwelle gefordert wird. Bekannt geworden sind darüber hinaus auch elektrische Stellmotoren als Stellglieder, so beispielsweise aus der DE 41 01 676 A1, die jedoch aufgrund der erforderlichen Antriebsleistung unverhältnismäßig groß und schwer sein müssen und daher einen relativ hohen Aufwand bedeuten.Com as actuators for longitudinally shifting the spline mostly hydraulic systems are used. This however, hydraulic systems require due to the un avoidance of leaks in the oil circuit regulation and thus also consume drive energy, if no camshaft adjustment is required. Electric have also become known Actuators as actuators, for example from the DE 41 01 676 A1, but because of the required Drive power can be disproportionately large and heavy must and therefore mean a relatively high effort.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein demgegenüber ver­ bessertes Stellglied für die axial verschiebbare Zahn­ welle, die aber die Schrägverzahnungs-Paarung eine Win­ kelverstellung zwischen der Nockenwelle sowie dein Nocken­ wellen-Antriebsrad hervorruft, aufzuzeigen.The object of the invention is therefore a ver improved actuator for the axially movable tooth shaft, but the helical gear pairing is a win angle adjustment between the camshaft and your cam shaft drive wheel causes to show.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das Stell­ glied als eine in einer starr mit der Brennkraftmaschine verbundenen Gewindehülse geführte Gewindespindel ausge­ bildet ist, die über eine schaltbare Kupplung mit einem endlosen Zugmittelgetriebe der Brennkraftmaschine ver­ bindbar ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Inhalt der Unteransprüche.To solve this problem it is provided that the Stell limb as one in one rigid with the internal combustion engine connected threaded sleeve led out threaded spindle is formed by a switchable clutch with a endless traction mechanism of the internal combustion engine ver is binding. Advantageous training and further education of Invention are the content of the subclaims.

Erfindungsgemäß erhält das die Axialverschiebung der Zahnwelle auslösende Stellglied die hierfür erforderliche Energie im wesentlichen ohne verlustbehaftete Energieum­ wandlung direkt von der Brennkraftmaschine, d. h. das Stellglied wird direkt von einem ohnehin bereits vorhan­ denen Zugmittelgetriebe der Brennkraftmaschine angetrie­ ben. Die Umsetzung der Rotationsenergie des endlosen Zug­ mittelgetriebes in eine Axialkraft zum Verschieben der Zahnwelle erfolgt dabei über die Gewindespindel, die in einer Gewindehülse, die beispielsweise am Steuerkasten­ deckel der Brennkraftmaschine angebracht sein kann, ge­ führt ist. Vorgesehen ist eine schaltbare Kupplung, die aufgrund der einfachen Bauweise in einer bevorzugten Aus­ führungsform als Magnetkupplung ausgebildet sein kann, um die Gewindespindel in das endlose Zugmittelgetriebe ein­ zubinden. Übertragen wird somit letztendlich die Drehbe­ wegung der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle mittels der Magnetkupplung auf das Verstellsystem. Ein an sich be­ kanntes Regelsystem aktiviert dann die Kupplung bzw. Magnetkupplung, wenn der gewünschte Phasenwinkel der Nockenwelle nicht dem Sollwert entspricht. According to the invention this receives the axial displacement of the Actuator that triggers the splined shaft the required Energy essentially without lossy energy conversion directly from the internal combustion engine, d. H. the Actuator is already available from an already existing one which traction mechanism drives the internal combustion engine ben. Implementation of the rotational energy of the endless train middle gear in an axial force to move the Toothed shaft takes place via the threaded spindle, which in a threaded sleeve, for example on the control box Cover of the internal combustion engine can be attached, ge leads is. A switchable clutch is provided, which due to the simple construction in a preferred Aus leadership form can be designed as a magnetic coupling to the threaded spindle into the endless traction mechanism tie up. Ultimately, the rotary is transmitted movement of the engine crankshaft by means of Magnetic coupling on the adjustment system. A be in itself known control system then activates the clutch or Magnetic coupling if the desired phase angle of the Camshaft does not correspond to the setpoint.  

Da es erforderlich ist, die Gewindespindel axial in zwei einander entgegengesetzte Richtungen zu verschieben bzw. hierzu in die beiden entgegengesetzten Drehrichtungen ro­ tieren zu lassen, um sowohl eine Vergrößerung als auch eine Verringerung des Phasenwinkels der Brennkraftmaschi­ nen-Nockenwelle gegenüber der Brennkraftmaschinen-Kurbel­ welle erzielen zu können, sind bevorzugt zwei gegensinnig umlaufende endlose Zugmittelgetriebe vorgesehen, in die die Gewindespindel über beispielsweise jeweils eine eigene schaltbare Kupplung wahlweise einbindbar ist. Soll somit der Phasenwinkel beispielsweise vergrößert werden, so wird durch Aktivierung der ersten Kupplung die Gewin­ despindel mit dem ersten Zugmittelgetriebe bzw. Riemen­ trieb verbunden; bei einer gewünschten Verringerung des Phasenwinkels wird eine zweite Magnetkupplung geschlos­ sen, die die Gewindespindel dann mit einem zweiten, ge­ gensinnig umlaufenden Zugmittelgetriebe verbindet. Selbstverständlich können in Abhängigkeit von der Anord­ nung der beiden endlosen Zugmittelgetriebe die beiden zu betätigenden Kupplungen in einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefaßt sein. Dabei können die endlosen Zugmittel­ getriebe von der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle direkt angetrieben sein, wobei selbstverständlich zur Erzielung der Gegensinnigkeit eine geeignete Zwischenwelle bzw. ein geeigneter Zwischentrieb vorgesehen sein muß. Es ist aber auch möglich, den Antrieb der Gewindespindel vom Ketten­ trieb oder Zahnriementrieb des Nockenwellen-Antriebsrades abzugreifen. Dies bietet sich insbesondere bei Brenn­ kraftmaschinen mit zwei bereits gegensinnig rotierenden Nockenwellen an, da dann bereits zwei gegensinnig rotie­ rende endlose Zugmittelgetriebe vorhanden sind. Insgesamt treten die Vorteile einer erfindungsgemäßen Verstellvor­ richtung bei einer Brennkraftmaschine mit zwei Nockenwel­ len besonders deutlich hervor, da dann für jede dieser Nockenwellen eines dieser besonders einfach bauenden Stellglieder vorgesehen werden kann, wobei das bzw. die Zugmittelgetriebe jeweils nur in einfacher Ausfertigung benötigt werden. Zum Ausgleich von Längen- und/oder Win­ keltoleranzen kann ferner zwischen der Gewindespindel so­ wie der bzw. den Magnetkupplung(en) ein Ausgleichselement vorgesehen sein, das in einer einfachen Ausführungsform als geringfügig längsverschiebbare Gelenkwelle ausgebil­ det ist.Since it is required, the lead screw axially in two to shift opposite directions or do this in the two opposite directions of rotation ro animals to both an enlargement and a reduction in the phase angle of the internal combustion engine NEN camshaft opposite the engine crank To be able to achieve wave, two are preferably in opposite directions revolving endless traction mechanism provided in the the threaded spindle, for example, one each own switchable coupling can be optionally integrated. Should thus the phase angle can be increased, for example, so by activating the first clutch the win despindel with the first traction mechanism or belt urged connected; at a desired reduction in Phase angle, a second magnetic coupling is closed sen which then the threaded spindle with a second, ge connected in a directionally rotating traction mechanism. Of course, depending on the arrangement the two endless traction mechanism transmissions the two actuating clutches in a common structural unit be summarized. The endless traction means gearbox directly from the engine crankshaft be driven, of course to achieve the opposite direction a suitable intermediate wave or suitable intermediate drive must be provided. But it is also possible to drive the threaded spindle from the chains drive or toothed belt drive of the camshaft drive wheel to tap. This is particularly useful for Brenn engines with two already rotating in opposite directions Camshafts on, because then two will rotate in opposite directions Endless traction mechanisms are available. All in all the advantages of an adjustment according to the invention occur Direction in an internal combustion engine with two camshafts len particularly clearly because then for each of these Camshafts one of these particularly simple construction Actuators can be provided, the or which  Traction mechanism gearboxes only in single versions are needed. To compensate for length and / or win keltolerenzen can also between the threaded spindle so like the magnetic coupling (s) a compensating element be provided in a simple embodiment trained as a slightly longitudinally displaceable propeller shaft det.

Zwei Prinzipskizzen zeigen ein bevorzugtes Ausführungs­ beispiel der Erfindung. In Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung mit einer Brennkraftmaschinen-Nockenwelle prinzipiell dargestellt, Fig. 2 zeigt eine Frontansicht auf die erforderlichen endlosen Zugmittelgetriebe einer Brennkraftmaschine mit zwei erfindungsgemäß verstellbaren Nockenwellen.Two sketches show a preferred embodiment of the invention. In Fig. 1 a side view of an adjustment device according to the invention with an internal combustion engine camshaft is shown in principle, Fig. 2 shows a front view of the required endless traction mechanism of an internal combustion engine with two adjustable camshafts according to the invention.

Mit der Bezugsziffer 1 ist eine Nockenwelle einer Brenn­ kraftmaschine bezeichnet. In einer stirnseitigen Ausspa­ rung 2 der Nockenwelle 1 ist eine Zahnwelle 3 gemäß Pfeilrichtung 4 axial verschiebbar geführt. Zwischen der Zahnwelle 3 sowie der Nockenwelle 1 ist eine Schrägver­ zahnungs-Paarung 5 vorgesehen, so daß mit einer reinen Axialverschiebung der Zahnwelle 3 gemäß Pfeilrichtung 4 die in axialer Richtung fixierte Nockenwelle 1 um ihre Längsachse 6 verdreht wird. Über eine Geradverzahnungs­ paarung 7 ist die Zahnwelle 3 ferner mit einem Antriebs­ rad 8 verbunden, so daß es möglich ist, mittels dieses Antriebsrades 8 die Zahnwelle 3 sowie die Nockenwelle 1 in eine Drehbewegung um die Längsachse 6 zu versetzen und dabei weiterhin wie bereits geschildert die Zahnwelle 3 gemäß Pfeilrichtung 4 verschieben zu können, um hierdurch eine Phasenverschiebung bzw. eine Änderung des Phasenwin­ kels zwischen der Nockenwelle 1 sowie dem Antriebsrad 8 zu erzeugen. With the reference number 1 , a camshaft of an internal combustion engine is designated. In an end Ausspa 2 tion of the cam shaft 1 is a splined shaft axially displaceable 3 in accordance with direction of the arrow. 4 Between the spline 3 and the camshaft 1 a Schrägver toothing pairing 5 is provided so that with a pure axial displacement of the spline 3 according to the direction of arrow 4, the camshaft 1 fixed in the axial direction is rotated about its longitudinal axis 6 . Via a spur gear pairing 7 , the toothed shaft 3 is also connected to a drive wheel 8 , so that it is possible, by means of this drive wheel 8, to set the toothed shaft 3 and the camshaft 1 in a rotational movement about the longitudinal axis 6 and, as already described, continues to do so To be able to move the toothed shaft 3 according to the direction of the arrow 4 in order to thereby generate a phase shift or a change in the phase angle between the camshaft 1 and the drive wheel 8 .

In Richtung der Längsachse 6, d. h. gemäß Pfeilrichtung 4 verschoben werden kann die Zahnwelle 3 mittels einer Ge­ windespindel 10, die einer Gewindehülse 11 geführt ist. Die Gewindehülse 11 ist starr mit der nicht gezeigten Brennkraftmaschine verbunden, so beispielsweise im eben­ falls lediglich prinzipiell dargestellten Steuerkasten­ deckel 12 angebracht. Mit der Zahnwelle 3 ist die Gewin­ despindel 10 über ein lediglich abstrakt dargestelltes Axiallagerpaket 13 verbunden, welches eine Längsverschie­ bung der Gewindespindel 10 gemäß Pfeilrichtung 4 direkt auf die Zahnwelle 3 überträgt, jedoch eine Rotation der Zahnwelle 3 um die Längsachse 6 ermöglicht, ohne daß da­ bei ebenfalls die Gewindespindel 10 in eine Drehbewegung um ihre Längsachse versetzt wird. Näher dargestellt ist dieses Axiallagerpaket 13 beispielsweise in der bereits eingangs genannten DE 41 10 088 C1.In the direction of the longitudinal axis 6 , ie according to the direction of arrow 4 , the toothed shaft 3 by means of a Ge threaded spindle 10 which is guided by a threaded sleeve 11 . The threaded sleeve 11 is rigidly connected to the internal combustion engine, not shown, for example in the control box cover 12, which is only shown in principle. With the toothed shaft 3 , the thread despindel 10 is connected via an axial bearing package 13 , which is only shown in abstract form, which transmits a longitudinal displacement of the threaded spindle 10 according to the direction of arrow 4 directly to the toothed shaft 3 , but enables rotation of the toothed shaft 3 about the longitudinal axis 6 without this the threaded spindle 10 is also set in a rotary movement about its longitudinal axis. This axial bearing package 13 is shown in more detail, for example, in DE 41 10 088 C1 already mentioned at the beginning.

Vorgesehen sind ferner zwei Magnetkupplungen 14a, 14b, über die die Gewindespindel 10 wahlweise in eines der beiden endlosen Zugmittelgetriebe 15a, 15b der Brenn­ kraftmaschine einbindbar sind. In Fig. 1 ist jeweils ein Abschnitt dieser endlosen Zugmittelgetriebe bzw. Riemen 15a, 15b dargestellt, ferner ist neben diesen Riemen ein Pfeil dargestellt, der den Umlaufsinn bzw. die Bewegungs­ richtung des Zugmittelgetriebes/Riemens zeigt. Wie er­ sichtlich, sind die beiden endlosen Zugmittelgetriebe 15a, 15b gegenläufig. Wird somit die Magnetkupplung 14a geschlossen, so wird die Gewindespindel in einem ersten Drehsinn in Rotation versetzt, so daß die Gewindespindel 10 durch Zusammenwirken mit der Gewindehülse 11 in Fig. 1 beispielsweise nach rechts verschoben werde, womit über das Axiallagerpaket 13 auch die Zahnwelle 3 entsprechend verschoben wird. Selbstverständlich muß hierzu die Magnetkupplung 14a und auch 14b so gestaltet sein, daß eine Drehbewegungsmitnahme der Gewindespindel 10 bei de­ ren gleichzeitiger Längsverschiebung möglich ist. Wird danach die Magnetkupplung 14a gelöst, so bleibt die Gewindespindel unbewegt, so daß keine Veränderung ein­ tritt. Ein Schließen der Magnetkupplung 14b hingegen ver­ setzt die Gewindespindel 10 in eine gegensinnige Rota­ tion, so daß nunmehr unter Zusammenwirken mit der Gewin­ dehülse 11 eine Verschiebebewegung nach links erfolgt. Durch entsprechende Ansteuerung der Magnetkupplungen 14a, 14b ist es somit möglich, die Gewindespindel 10 und damit auch die Zahnwelle 3 wie gewünscht zu positionieren, so daß aufgrund der bereits beschriebenen Zusammenhänge hiermit zwischen der Nockenwelle 1 sowie dem Antriebsrad 8 ein gewünschter Phasenwinkel eingestellt werden kann. Dabei ist als weiteres Bauteil zwischen der Magnetkupp­ lung 14b sowie dem in der Gewindehülse 11 geführten Teil der Gewindespindel 10 eine Gelenkwelle 18 angeordnet. Diese lediglich prinzipiell dargestellte Gelenkwelle 18 ermöglicht einen geringfügigen Toleranzausgleich.Also provided are two magnetic clutches 14 a, 14 b, via which the threaded spindle 10 can optionally be integrated into one of the two endless traction mechanisms 15 a, 15 b of the internal combustion engine. In Fig. 1 each section of this endless traction mechanism or belt 15 a, 15 b is shown, furthermore an arrow is shown next to this belt, which shows the sense of rotation or the direction of movement of the traction mechanism / belt. As he can see, the two endless traction mechanisms 15 a, 15 b are in opposite directions. Thus, when the magnetic clutch 14 a is closed, the threaded spindle is displaced in a first direction of rotation to rotate, so that the threaded spindle will move 10 by cooperating with the threaded sleeve 11 in Fig. 1, for example to the right, bringing about the Axiallagerpaket 13 and the splined shaft 3 is moved accordingly. Of course, the magnetic coupling 14 a and 14 b must be designed so that a rotational movement entrainment of the threaded spindle 10 is possible with de ren simultaneous longitudinal displacement. If the magnetic coupling 14 a is then released, the threaded spindle remains stationary, so that no change occurs. Closing the magnetic coupling 14 b, however, ver sets the threaded spindle 10 in an opposite rotation, so that now, in cooperation with the threaded sleeve 11, a displacement movement to the left takes place. By appropriate control of the magnetic couplings 14 a, 14 b, it is thus possible to position the threaded spindle 10 and thus also the toothed shaft 3 as desired, so that a desired phase angle is hereby set between the camshaft 1 and the drive wheel 8 due to the relationships already described can. In this case, a propeller shaft 18 is arranged as a further component between the magnetic coupling 14 b and the part of the threaded spindle 10 guided in the threaded sleeve 11 . This cardan shaft 18 , which is only shown in principle, enables a slight tolerance compensation.

Fig. 2 zeigt eine Stirnansicht auf die Brennkraftmaschine mit zwei erfindungsgemäßen Winkelverstellvorrichtungen, wobei jedoch lediglich die beiden endlosen Zugmittelge­ triebe 15a, 15b mit ihren Zusatzelementen dargestellt sind. Mit der Bezugsziffer 16 ist die Längsachse der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle bezeichnet, um diese Längsachse 16 rotiert somit das Kurbelwellenrad 17. Die Brennkraftmaschine besitzt zwei Nockenwellen, von denen eine den Einlaßventilen und die andere den Auslaßventilen zugeordnet ist. Die Längsachse der ersten Nockenwelle trägt die Bezugsziffer 6, die Längsachse der zweiten Nockenwelle die Bezugsziffer 6′. Konzentrisch zu den Nockenwellen-Längsachsen 6, 6′ sind Umlenkrollen für end­ lose Zugmittelgetriebe angeordnet, wobei diese Umlenkrol­ len mit den bereits erläuterten Magnetkupplungen 14a, 14b für die erste sowie 14a′, 14b′ für die zweite Nockenwelle eine Baueinheit bilden und daher mit den gleichen Bezugs­ ziffern bezeichnet sind. Die Umlenkrol­ len/Magnetkupplungen 14a, 14a′ sind Bestandteil des er­ sten endlosen Zugmittelgetriebes 15a, das - wie ersicht­ lich - auch über das Kurbelwellenrad 17 geführt ist. Be­ standteil dieses Zugmittelgetriebes 15a ist ferner ein Zwischenrad 18, welches zugleich Bestandteil des zweiten Zugmittelgetriebes 15b ist, so daß dieses zweite Zugmit­ telgetriebe 15b über das erste Zugmittelgetriebe 15a an­ getrieben wird. Wie ersichtlich führt dieses zweite Zug­ mittelgetriebe 15b über die zweiten Umlenkrol­ len/Magnetkupplungen 14b, 14b′, wobei aufgrund der ge­ zeigten Führung dieser beiden Zugmittelgetriebe 15a, 15b über das gemeinsame Zwischenrad 18 die Umlenkrol­ len/Magnetkupplungen 14, 14b bzw. 14a′, 14b′ jeweils im entgegengesetzten Drehsinn rotieren. Wie bereits im Zu­ sammenhang mit Fig. 1 erläutert, kann durch Schließen einer der Magnetkupplungen 14a oder 14b bzw. 14a′ oder 14b′ die jeweils zugehörige Gewindespindel 10 verschoben werden, so daß der Phasenwinkel der jeweiligen Nocken­ welle (Einlaßventil-Nockenwelle oder Auslaßventil-Nocken­ welle) verändert werden kann. Fig. 2 shows an end view of the internal combustion engine with two angle adjustment devices according to the invention, but only the two endless Zugmittelge gear 15 a, 15 b are shown with their additional elements. The reference number 16 denotes the longitudinal axis of the internal combustion engine crankshaft, and the crankshaft wheel 17 thus rotates about this longitudinal axis 16 . The internal combustion engine has two camshafts, one of which is assigned to the intake valves and the other to the exhaust valves. The longitudinal axis of the first camshaft has the reference number 6 , the longitudinal axis of the second camshaft has the reference number 6 '. Concentric to the camshaft longitudinal axes 6 , 6 'are arranged deflection rollers for endless traction mechanisms, these Umlenkrol len with the already explained magnetic couplings 14 a, 14 b for the first and 14 a', 14 b 'form a structural unit for the second camshaft and are therefore designated by the same reference numerals. The Umlenkrol len / magnetic clutches 14 a, 14 a 'are part of the most endless traction mechanism 15 a, which - as can be seen - also guided over the crankshaft gear 17 . Be component of this traction mechanism 15 a is also an idler gear 18 , which is also part of the second traction mechanism 15 b, so that this second Zugmit tel transmission 15 b is driven via the first traction mechanism 15 a. As can be seen, this second train medium transmission 15 b via the second Umlenkrol len / magnetic clutches 14 b, 14 b ', due to the ge shown guidance of these two traction mechanisms 15 a, 15 b via the common idler gear 18, the Umlenkrol len / magnetic couplings 14 , 14 b or 14 a ', 14 b' each rotate in the opposite direction. As already explained in connection with Fig. 1, can be shifted by closing one of the magnetic couplings 14 a or 14 b or 14 a 'or 14 b', the associated threaded spindle 10 , so that the phase angle of the respective cam shaft (intake valve Camshaft or exhaust valve camshaft) can be changed.

Die beschriebene Vorrichtung zur Winkelverstellung zumin­ dest einer Brennkraftmaschinen-Nockenwelle verbraucht ge­ genüber den bekannten hydraulischen oder elektromotori­ schen Verstellsystemen weniger Energie und spart damit auch Kraftstoff gegenüber den konventionellen Verstellan­ trieben. Aufgrund der Übersetzung durch die Gewindespin­ del 10 ist auch der Verstellweg wesentlich größer als bei konventionellen Systemen, so daß eine genauere Positio­ nierung der Nockenwelle 1 bzw. eine genauere Einstellung des gewünschten Phasenwinkels der Nockenwelle 1 gegenüber dem Antriebsrad 8 möglich ist. Vorteilhafterweise ist die Verstellgeschwindigkeit systembedingt proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine und bleibt somit bezogen auf ein einzelnes Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine konstant. Auch dieser an sich vorteilhafte Zusammenhang ist bei konventionellen Verstellsystemen (hydraulisch oder elektromotorisch) nicht gegeben. Ferner ist die Ver­ stellgeschwindigkeit auch weitgehend unabhängig von den vorliegenden Temperaturverhältnissen, was bei hydrauli­ schen Verstellsystemen nicht der Fall ist. Selbstver­ ständlich können anstelle der Magnetkupplungen 14a, 14b auch andere Kupplungen, wie beispielsweise Lamellenkupp­ lungen, elektrisch rheologische Kupplungen oder hydrauli­ sche Kupplungen eingesetzt werden. Dies sowie weitere Merkmale insbesondere konstruktiver Art können durchaus anderweitig gestaltet sein, ohne den Inhalt der Pa­ tentansprüche zu verlassen.The described device for adjusting the angle at least one internal combustion engine camshaft uses less energy than the known hydraulic or electric motor adjustment systems and thus also saves fuel compared to the conventional adjustment drives. Due to the translation by the threaded spin del 10 and the adjustment is much larger than in conventional systems, so that a more precise positioning of the camshaft 1 or a more precise setting of the desired phase angle of the camshaft 1 with respect to the drive wheel 8 is possible. Due to the system, the adjustment speed is advantageously proportional to the speed of the internal combustion engine and thus remains constant in relation to a single work cycle of the internal combustion engine. This connection, which is advantageous in itself, does not exist in the case of conventional adjustment systems (hydraulic or electric motor). Furthermore, the adjustment speed is also largely independent of the temperature conditions present, which is not the case with hydraulic adjustment systems. Of course, other clutches, such as, for example, multi-plate clutches, electrical rheological clutches or hydraulic clutches can be used instead of the magnetic clutches 14 a, 14 b. This, as well as other features, in particular of a constructive nature, can certainly be designed otherwise without leaving the content of the claims.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Winkelverstellung einer Brennkraft­ maschinen-Nockenwelle (1) gegenüber einem Antriebs­ rad (8), das mit der Nockenwelle (1) über eine durch ein Stellglied axial verschiebbare, zumindest eine Schrägverzahnungs-Paarung (5) aufweisende Zahnwelle (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied als eine in einer starr mit der Brennkraftmaschine verbun­ denen Gewindehülse (11) geführte Gewindespindel (10) ausgebildet ist, die über eine schaltbare Kupplung (14a, 14b) mit einem endlosen Zugmittelgetriebe (15a, 15b) der Brennkraftmaschine verbindbar ist.1. Device for angular adjustment of an internal combustion engine camshaft ( 1 ) with respect to a drive wheel ( 8 ) which is connected to the camshaft ( 1 ) via an axially displaceable by an actuator, at least one helical gear pair ( 5 ) having a toothed shaft ( 3 ) is characterized in that the actuator is designed as a threaded spindle ( 10 ) which is rigidly connected to the internal combustion engine and which has a threaded sleeve ( 11 ) which is connected via a switchable coupling ( 14 a, 14 b) to an endless traction mechanism ( 15 a, 15 b) the internal combustion engine can be connected. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegensinnig umlau­ fende endlose Zugmittelgetriebe (15a, 15b) vorgese­ hen sind, in die die Gewindespindel (10) über die schaltbare Kupplung (14a, 14b) wahlweise einbindbar ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that two oppositely umlau fende endless traction mechanism ( 15 a, 15 b) are hen vorgese, in which the threaded spindle ( 10 ) via the switchable coupling ( 14 a, 14 b) can be optionally integrated. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbare Kupp­ lung(en) als Magnetkupplung(en) (14a, 14b, 14a′, 14b′) ausgebildet ist/sind.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the switchable coupling development (s) as a magnetic coupling (s) ( 14 a, 14 b, 14 a ', 14 b') is / are. 4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gewinde­ spindel (10) und der Kupplung ein Längenaus­ gleichselement und/oder Winkelausgleichselement (Gelenkwelle 18) vorgesehen ist.4. Device according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that between the threaded spindle ( 10 ) and the coupling a Längenaus equalizing element and / or angle compensating element (propeller shaft 18 ) is provided. 5. Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Nockenwellen sowie diesen zugeordneten Winkelverstellvorrichtun­ gen nach einem der vorangegangenen Ansprüche.5. Internal combustion engine with at least two camshafts as well as this associated angle adjustment device gene according to any one of the preceding claims.
DE19934301647 1993-01-22 1993-01-22 Mechanism for angular adjustment of engine cam shaft Withdrawn DE4301647A1 (en)

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