Herstellung einer aus einem Flügelrad und einem Zellenrad gebildeten Drehwinkel-Verstelleinheit, insbesondere für Nockenwellen von Brennkraftmaschinen

Abstract

 Für die Herstellung einer aus einem Flügelrad (4) und einem Zellenrad (5') gebildeten Drehwinkel-Verstelleinheit (8), insbesondere für Nockenwellen von Brennkraftmaschinen, ist von zwei derartigen, bis auf ihre Drehwinkel-Verstellbereiche in ihren geometrischen Abmessungen identischen Flügelzellen-Verstelleinheiten (1,2) mit jeweils zum jeweiligen Zellenrad (5,5') blockierbaren Flügelrad (4,4') ausgegangen. Erfindungsgemäß ist aus den beiden vorgenannten Verstelleinheiten (1,2) eine dritte Verstelleinheit (8) herstellbar aus dem Flügelrad (4) der einen Verstelleinheit (1) und dem Zellenrad (5') der anderen Verstelleinheit (2) dadurch, daß beim Zellenrad (5,5') dieser Verstelleinheit (1,2) der Anfang oder das Ende des entsprechenden Verstellbereiches mit dem Verstellbeginn oder dem Verstell-Ende des Verstellbereiches jener Verstelleinheit (1,2) identisch gewählt ist, wobei das Flügelrad (4,4') mit dem Zellenrad (5,5') zu Verstellbeginn oder Verstell-Ende verriegelt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung einer aus einem Flügelrad und einem Zellenrad gebildeten Drehwinkel-Verstelleinheit, insbesondere für Nockenwellen von Brennkraftmaschinen, wobei gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 als Ausgangspunkt eine erste Verstelleinheit mit einem ersten Drehwinkel-Verstellbereich und eine zweite Verstelleinheit mit einem zweiten Verstellbereich dient, jeweils ausgerüstet mit einer Sperreinrichtung zum Verriegeln des jeweiligen Flügelrades mit dem jeweiligen Zellenrad, wobei das Flügelrad der einen Verstelleinheit zu Verstellbeginn und das Flügelrad der anderen Verstelleinheit zu Verstell-Ende verriegelbar ist.

[0002] Bei leistungsfähigen Brennkraftmaschinen mit gesonderten Nockenwellen für den Einlaß und den Auslaß wird zur Erzielung eines optimalen Motor-Managements jeder Nockenwelle eine gesonderte Drehwinkel-Verstelleinheit zugeordnet. Derartige Verstelleinheiten von der Flügelzellen-Bauart sind beispielsweise aus der US 4,858,572 und der DE 39 37 644 A bekannt, wobei jede Flügelzellen-Verstelleinheit je nach Verwendung für eine Einlaß- oder eine Auslaß-Nockenwelle einen angepaßten Nockenwellen-Drehwinkel-Verstellbereich aufweist.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Flügelzellen-Verstelleinheiten für Ein- und Auslaß-Nockenwellen derart zu gestalten, daß durch Kombination eines Flügelrades der einen Verstelleinheit mit einem Zellenrad der anderen Verstelleinheit eine dritte Verstelleinheit ohne zusätzliche Herstellmaßnahmen erzielt ist.

[0004] Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 gelöst, und zwar in der Weise, daß eine dritte Verstelleinheit herstellbar ist aus dem Flügelrad der einen Verstelleinheit und dem Zellenrad der anderen Verstelleinheit dadurch, daß beim Zellenrad dieser Verstelleinheit der Anfang oder das Ende des entsprechenden Verstellbereiches mit dem Verstellbeginn oder dem Verstell-Ende des Verstellbereiches jener Verstelleinheit identisch gewählt ist, wobei das Flügelrad mit dem Zellenrad zu Verstellbeginn oder zu Verstell-Ende verriegelt ist.

[0005] Mit der Erfindung wird in vorteilhaft einfacher Weise eine neue Verstelleinheit für eine Einlaß- oder eine Auslaß-Nockenwelle erzielt.

[0006] In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird hierfür vorgeschlagen, daß die dritte Verstelleinheit hergestellt ist aus dem Flügelrad der für eine Einlaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen ersten Verstelleinheit mit einem Verstellbereich von ca. 40° Nockenwellen-Drehwinkel und aus dem Zellenrad der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen zweiten Verstelleinheit mit einem Verstellbereich von ca. 30° Nockenwellen-Drehwinkel, wobei Flügelrad und Zellenrad über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen eine zu Verstellbeginn verriegelte Verstelleinheit für eine weitere Einlaß-Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 30°.

[0007] In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die dritte Verstelleinheit hergestellt ist aus dem Flügelrad der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen zweiten Verstelleinheit mit einem Verstellbereich von ca. 30°NW-Drehwinkel und aus dem Zellenrad der für eine Einlaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen ersten Verstelleinheit mit einem Verstellbereich von ca. 40°NW-Drehwinkel, wobei Flügelrad und Zellenrad über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen der Sperreinrichtung eine zu Verstell-Ende verriegelte Verstelleinheit für eine weitere Auslaß-Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 40°.

[0008] Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Flügelzellen-Verstelleinheiten beschrieben. Es zeigt

Figur 1, 4

eine Flügelzellen-Verstelleinheit mit einem Zellenrad und einem gesondert dargestellten Flügelrad für einen großen Verstellbereich,

Figur 2, 5

eine Flügelzellen-Verstelleinheit mit einem Zellenrad und einem gesondert dargestellten Flügelrad für einen kleinen Verstellbereich und

Figur 3, 6

die erfindungsgemäß aus dem Flügelrad der Figur 1 bzw. 5 und dem Zellenrad der Figur 2 bzw. 4 kombinierte Flügelzellen-Verstelleinheit.

[0009] Gegeben ist eine erste Verstelleinheit 1 mit einem ersten Drehwinkel-Verstellbereich V₁ und eine zweite Verstelleinheit 2 mit einem zweiten Verstellbereich V₂, die jeweils mit einer Sperreinrichtung 3 zum Verriegeln eines jeweiligen Flügelrades 4, 4' mit einem jeweiligen Zellenrad 5, 5' ausgerüstet sind. Jedes Zellenrad 5, 5' umfaßt mindestens eine dem jeweiligen Verstellbereich V₁ bzw. V₂ angepaßte Zelle 6, 6', von denen jede durch einen Flügel 7, 7' des Flügelrades 4, 4' in beidseitig hydraulisch beaufschlagbare Kammern unterteilt ist, wie dies aus den bereits eingangs genannten Dokumenten der US 4,858,572 oder der DE 39 37 644 A beispielsweise bekannt ist.

[0010] Weiter ist der Zeichnung zu entnehmen, daß das Flügelrad 4 gemäß Figuren 1 und 4 der Verstelleinheit 1 zu Verstellbeginn VB₁ und das Flügelrad 4' der Verstelleinheit 2 der Figuren 2 und 5 zu Verstell-Ende VE₂ verriegelbar ist.

[0011] Erfindungsgemäß sind die gemäß Figuren 1 bis 3 beispielsweise für eine Einlaß-Nockenwelle vorgesehene Flügelzellen-Verstelleinheit 1 mit einem relativ großen Drehwinkel-Verstellbereich V₁ und die für eine am gleichen Motor für die Auslaß-Nockenwelle vorgesehene Verstelleinheit 2 mit einem geringeren Verstellbereich V₂ derart gestaltet, daß eine gemäß Figur 3 dritte Flügelzellen-Verstelleinheit 8 herstellbar ist aus dem Flügelrad 4 der Verstelleinheit 1 und dem Zellenrad 5' der zweiten Verstelleinheit 2 dadurch, daß beim Zellenrad 5' der Verstelleinheit 2 der Anfang VA₂ des entsprechenden Verstellbereiches V₂ mit dem Verstellbeginn VB₁ des Verstellbereiches V₁ der Verstelleinheit 1 identisch gewählt ist, wobei das Flügelrad 4 der Verstelleinheit 1 mit dem Zellenrad 5' der Verstelleinheit 2 zu Verstellbeginn VB₁ bzw. VA₂ verriegelt ist.

[0012] Die erfindungsgemäße Kombination der mit Ausnahme der Verstellbereiche V₁ und V₂ in ihren geometrischen Abmessungen identischen Flügelzellen-Verstelleinheiten 1 und 2 ermöglicht in vorteilhafter Weise ohne weitere zusätzliche Herstellmaßnahmen die Herstellung einer dritten Verstelleinheit 8, die aufgrund ihrer Verriegelung zu Verstellbeginn

relativ zu der Drehrichtung des Zellenrades 5' im Uhrzeigersinn als für eine Einlaß-Nockenwelle typische Spät-Verriegelung erkennbar ist, wie in Figur 1 dargestellt. Figur 2 zeigt die für eine Auslaß-Nockenwelle konzipierte Flügelzellen-Verstelleinheit 2 mit einem im Startbereich der Brennkraftmaschine relativ zur Drehrichtung im Uhrseigersinn zum Verstell-Ende VE₂ in "Früh-Stellung" verriegelten Flügelrad 4'.

[0013] Vorzugsweise ist die dritte Verstelleinheit 8 hergestellt aus dem Flügelrad 4 der für eine Einlaß-Nockenwelle einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine vorgesehenen Verstelleinheit 1 mit einem Verstellbereich V₁ von ca. 40° Nockenwellen-Drehwinkel und aus dem mit einem Antriebsrad 9' verbundenen Zellenrad 5' der für eine Auslaß-Nockenwelle einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine vorgesehenen Verstelleinheit 2 mit einem Verstellbereich V₂ von ca. 30° Nockenwellen-Drehwinkel, wobei Flügelrad 4 und Zellenrad 5' über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen 10 der Sperreinrichtung 3 eine zu Verstellbeginn

verriegelte Verstelleinheit 8 für eine weitere Einlaß-Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 30°.

[0014] Wie aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich, wirkt eine am Flügelrad 4 für die Spät-Verriegelung der Verstelleinheit 1 ausgebildete Raststelle 11 mit dem im Zellenrad 5' steuerbar angeordneten Sperrbolzen 10 zusammen nach Art einer für eine Einlaß-Nockenwelle angestrebten Spät-Verriegelung.

[0015] In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung gemäß den Figuren 4 bis 6 sind die für eine Einlaß-Nockenwelle vorgesehene Flügelzellen-Verstelleinheit 1 mit einem relativ großen Drehwinkel-Verstellbereich V₁ und die für eine am gleichen Motor für die Auslaß-Nockenwelle vorgesehene Verstelleinheit 2 mit einem geringeren Verstellbereich V₂ derart gestaltet, daß eine gemäß Figur 6 dritte Flügelzellen-Verstelleinheit 8' herstellbar ist aus dem Flügelrad 4' der Verstelleinheit 2 und dem Zellenrad 5 der Verstelleinheit 1 dadurch, daß beim Zellenrad 5 der Verstelleinheit 1 das Ende VE₁ des entsprechenden Verstellbereiches V₁ mit dem Verstell-Ende VE₂ des Verstellbereiches V₂ der Verstelleinheit 2 identisch gewählt ist, wobei das Flügelrad 4' der Verstelleinheit 2 mit dem Zellenrad 5 der Verstelleinheit 1 zu Verstell-Ende

verriegelt ist.

[0016] Die gemäß den Figuren 4 bis 6 getroffene erfindungsgemäßem Kombination der mit Ausnahme der Verstellbereiche V1 und V₂ in ihren geometrischen Abmessungen identischen Flügelzellen-Verstelleinheiten 1 und 2 ermöglicht in vorteilhafter Weise ohne weitere zusätzliche Herstellmaßnahmen die Herstellung einer dritten Verstelleinheit 8', die aufgrund ihrer Verriegelung zu Verstell-Ende

relativ zu der Drehrichtung des Zellenrades 5 im Uhrzeigersinn als für eine Auslaß-Nockenwelle typische Früh-Verriegelung erkennbar ist, wie in Figur 5 dargestellt. Figur 4 zeigt die für eine Einlaß-Nockenwelle konzipierte Flügelzellen-Verstelleinheit 1 mit einem im Startbereich der Brenkraftmaschine relativ zur Drehrichtung im Uhrzeigersinn zu Verstellbeginn VB₁ in "Spät-Stellung" verriegelten Flügelrad 4.

[0017] Damit ist eine weitere dritte Verstelleinheit 8' erzielt aus dem Flügelrad 4' der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen zweiten Verstelleinheit 2 mit einem Verstellbereich V₂ von ca. 30°NW-Drehwinkel und aus dem Zellenrad 5 der für eine Einlaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen ersten Verstelleinheit 1 mit einem Verstellbereich V₁ von ca. 40°NW-Drehwinkel, wobei Flügelrad 4' und Zellenrad 5 über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen 10 der Sperreinrichtung 3 eine zu Verstell-Ende

verriegelte Verstelleinheit 8' für eine weitere Auslaß-Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 40°.

[0018] Wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich, wirkt eine am Flügelrad 4' für die Früh-Verriegelung der Verstelleinheit 2 ausgebildete Raststelle 12 mit dem im Zellenrad 5 steuerbar angeordneten Sperrbolzen 10 zusammen nach Art einer für eine Auslaß-Nockenwelle angestrebten Früh-Verriegelung.

Ansprüche

1. Herstellung einer aus einem Flügelrad und einem Zellenrad gebildeten Drehwinkel-Verstelleinheit, insbesondere für Nockenwellen von Brennkraftmaschine,

- gegeben eine erste Verstelleinheit (1) mit einem ersten Drehwinkel-Verstellbereich (V₁) und eine zweite Verstelleinheit (2) mit einem zweiten Drehwinkel-Verstellbereich (V₂), jeweils

- ausgerüstet mit einer Sperreinrichtung (3) zum Verriegeln des jeweiligen Flügelrades (4, 4') mit dem jeweiligen Zellenrad (5, 5'), wobei

- das Flügelrad (4) der einen Verstelleinheit (1) zu Verstellbeginn (VB₁) und das Flügelrad (4') der anderen Verstelleinheit (2) zu Verstell-Ende (VE₂) verriegelbar ist,
dadurch gekennzeichnet,

- daß eine dritte Verstelleinheit (8, 8') herstellbar ist aus dem Flügelrad (4, 4') der einen Verstelleinheit (1, 2) und dem Zellenrad (5, 5') der anderen Verstelleinheit (2, 1) dadurch, daß

- beim Zellenrad (5, 5') dieser Verstelleinheit (1, 2) der Anfang (VA₂) oder das Ende (VE₁) des entsprechenden Verstellbereiches (V₂, V₁) mit dem Verstellbeginn (VB₁) oder dem Verstell-Ende (VE₂) des Verstellbereiches (V₁, V₂) jener Verstelleinheit (1, 2) identisch gewählt ist, wobei

- das Flügelrad (4, 4') mit dem Zellenrad (5, 5') zu Verstellbeginn (

) oder zu Verstell-Ende (

) verriegelt ist.

2. Herstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die dritte Verstelleinheit (8) hergestellt ist aus dem Flügelrad (4) der für eine Einlaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen ersten Verstelleinheit (1) mit einem Verstellbereich (V₁) von ca. 40°NW-Drehwinkel und

- aus dem Zellenrad (5') der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen zweiten Verstelleinheit (2) mit einem Verstellbereich (V₂) von ca. 30°NW-Drehwinkel, wobei

- Flügelrad (4) und Zellenrad (5') über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen (10) der Sperreinrichtung (3) eine zu Verstellbeginn (

) verriegelte Verstelleinheit (8) für eine weitere Einlaß-Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 30°.

3. Herstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die dritte Verstelleinheit (8') hergestellt ist aus dem Flügelrad (4') der für eine Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen zweiten Verstelleinheit (2) mit einem Verstellbereich (V₂) von ca. 30°NW-Drehwinkel, und

- aus dem Zellenrad (5) der für eine Einlaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehenen ersten Verstelleinheit (1) mit einem Verstellbereich (V₁) von ca. 40°NW-Drehwinkel, wobei

- Flügelrad (4') und Zellenrad (5) über einen hydraulisch steuerbaren Sperrbolzen (10) der Sperreinrichtung (3) eine zu Verstell-Ende (

) verriegelte Verstelleinheit (8') für eine weitere Auslaß-Nockenwelle bilden mit einem Nockenwellen-Drehwinkel von 40°.

Zeichnung