EP0624717A1 - Internal combustion engine with an adjuster unit to vary the phase of the camshafts drive - Google Patents

Internal combustion engine with an adjuster unit to vary the phase of the camshafts drive Download PDF

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EP0624717A1
EP0624717A1 EP94102216A EP94102216A EP0624717A1 EP 0624717 A1 EP0624717 A1 EP 0624717A1 EP 94102216 A EP94102216 A EP 94102216A EP 94102216 A EP94102216 A EP 94102216A EP 0624717 A1 EP0624717 A1 EP 0624717A1
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EP
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internal combustion
combustion engine
drive
camshafts
camshaft
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Uwe Hoyer
Franz Kreil
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with at least two camshafts arranged spatially separate from one another and a camshaft drive adjustment unit driven by the internal combustion engine crankshaft, with the aid of which the phase angles of at least two camshafts with respect to the crankshaft can be varied in different ways.
  • a camshaft drive adjustment unit is shown, for example, in DE 40 27 312 A1.
  • DE 40 27 312 A1 proposes a common, summarized camshaft drive adjustment unit which is located centrally between the camshafts is arranged and makes use of the known adjustment principle via helical gears.
  • the intake camshaft and the exhaust camshaft can be adjusted simultaneously, but differently from one another, by longitudinally displacing the two helical gear wheels together.
  • the drive adjustment unit which serves both, is spatially separated from the at least two to drive camshafts arranged from each other, as well as to adjust these camshafts differently with respect to the crankshaft driving them, designed as a pre-assembly unit.
  • this preassembly unit can simply be flanged onto the internal combustion engine housing.
  • the connection to at least one of the camshafts takes place via an endless traction mechanism, for example a chain or a toothed belt, which is already included in the preassembly scope and can be placed on the other associated wheels after the drive adjustment unit has been flanged on.
  • the connection between the crankshaft and the drive adjustment unit is preferably also established via such an endless traction mechanism transmission.
  • an endless traction mechanism transmission can also be provided between the drive adjustment unit and the second camshaft.
  • the drive adjustment unit in such a way that it can be plugged onto one of the two or more camshafts, which of course are provided with a corresponding receptacle for this purpose. Then one of the two or more camshafts is driven directly by the drive adjustment unit, so that a so-called dome drive is present between these elements.
  • an endless traction mechanism preferably leads to the other camshaft and to the crankshaft.
  • the drive adjustment unit can of course also be plugged onto the appropriately designed crankshaft. Then an endless traction mechanism leads to the camshafts to be driven and adjusted. Regardless of the selected arrangement, these measures generally allow the drive adjustment unit to be designed essentially in its entirety as a preassembly unit and to be easily flanged to the internal combustion engine housing, after which only the respective endless traction devices have to be put on.
  • An arrangement or design according to the invention is particularly advantageous in a V-type internal combustion engine or a boxer machine. If at least one intake camshaft and one exhaust camshaft are provided for each cylinder bank, it is advisable to arrange the common drive adjustment unit for the intake camshafts and the exhaust camshaft essentially between these cylinder banks. Starting from the drive adjustment unit, a first traction mechanism can then lead to the two intake camshafts and a second traction mechanism can lead to the two exhaust camshafts. With a single drive adjustment unit, which can also be referred to as a tandem unit, it is thus possible to adjust four camshafts, two camshafts being connected in pairs, but the phase cam angle of the two camshaft pairs can be varied differently from one another .
  • the drive adjustment unit is simple and compact - also with regard to the ability to be preassembled - if support bearing units are provided in this adjustment unit.
  • Essential elements of the drive adjustment unit are supported on these support bearing units, for example the wheels of the camshaft drives and / or a phase angle adjustment element.
  • the support bearing units in turn are then supported on the internal combustion engine housing.
  • a support bearing unit can be mounted directly in a centering receptacle of the internal combustion engine housing, but another or both or all or all support bearing units can also be flange-mounted on the internal combustion engine housing by means of stud bolts or the like.
  • each drive adjustment unit serves to drive and to adjust at least two camshafts which are arranged spatially separated from one another.
  • Two output gears are therefore required for these camshafts, said camshaft drive not only being able to take place via an endless traction mechanism or a spur gear transmission, but such an output gear can also be directly and positively connected to the camshaft to be driven.
  • an output gear assigned to a camshaft can be inserted into an end recess of this camshaft.
  • This embodiment is also referred to as a dome drive. Since at least two driven wheels are thus present and two support bearing units are also part of a drive adjustment unit, it makes sense to assign such a support bearing unit to each driven wheel of a camshaft drive.
  • a drive wheel driven by the internal combustion engine crankshaft for the drive adjustment unit can be supported on the driven wheels.
  • the rotational movement of which is transmitted in a suitable manner to the driven wheels, and the driven wheels, there is of course still the phase angle adjusting element, with the aid of which the phase angles between the driven wheels and the drive wheel can be varied in different ways.
  • a space-saving arrangement results if this toothed sleeve is mounted concentrically within the driven wheel and the drive wheel, while the hydraulic cylinder can again be supported on the support bearing unit.
  • two toothed sockets with associated hydraulic pistons are required. In simple cases, however, it may be sufficient to have a fixed functional relationship between the adjustment angles of the two camshafts to be adjusted. For example, it may be sufficient to twist one of the camshafts by twice the angular amount and in the opposite direction as the other camshaft. For this application, only a single longitudinally displaceable toothing sleeve is required, the helical teeth interacting with the driven wheels being designed differently in a corresponding manner.
  • reference number 50 denotes a crankcase and reference number 51 a cylinder head of an internal combustion engine.
  • a symbolically represented crankshaft bears the reference number 52, a first camshaft or, in the case of V-type internal combustion engines, a first camshaft pair is designated 53, a second camshaft / a second camshaft pair 54.
  • reference number 55 is a camshaft according to the invention -Assigned drive adjustment unit, from which two spatially separated camshafts (pairs) 53, 54 are driven and by means of which the phase angles of these camshafts (pairs) 53, 54 can be changed in different ways with respect to the crankshaft 52.
  • the movement transmission between the individual moving elements described so far takes place largely via endless traction mechanisms with the reference number 56.
  • a conventional multi-cylinder in-line internal combustion engine which has two overhead camshafts 53, 54, which actuate the intake valves and the exhaust valves.
  • the drive adjustment unit 55 is arranged centrally below the two camshafts 53, 54. This is driven by the crankshaft 52 via the endless traction mechanism 56 and in turn drives the two camshafts 53, 54 via endless traction mechanism 56, in this drive adjustment unit 55 a phase angle adjustment between the driven wheels, the movement of which directly on the traction mechanism 56 onto the camshafts 53 , 54 is transmitted and the drive wheel, which is driven by the crankshaft 52, is adjustable.
  • FIG. 1a phase angle adjustment between the driven wheels the movement of which directly on the traction mechanism 56 onto the camshafts 53 , 54 is transmitted and the drive wheel, which is driven by the crankshaft 52, is adjustable.
  • this drive adjusting unit 55 is plugged onto the crankshaft 52, in the exemplary embodiment according to FIG. 1c the drive adjusting unit 55 is plugged onto the first camshaft 53.
  • an endless traction mechanism gear 56 is less necessary than in the variant 1a, but in the variant 1a, a smaller construction space can result from a suitable construction.
  • 1d, 1e show a boxer internal combustion engine with the elements already explained, which are only shown in principle. While in variant 1d the drive adjustment unit 55 is plugged onto the crankshaft 52, in variant 1e the drive adjustment unit 55 is placed separately.
  • 1f, 1g, 1h show internal combustion engines of the V type.
  • the drive adjustment unit 55 is plugged onto the crankshaft 52, in variant 1h on a camshaft of the first pair of camshafts 53.
  • the drive adjustment unit 55 in variant 1f is arranged particularly favorably, since the partially unused V-space is used for this purpose is to accommodate the drive adjustment unit 55 in a space-saving manner and not to increase the overall length of the internal combustion engine.
  • FIG. 1f This principle variant according to FIG. 1f is shown again in somewhat more detail in FIGS. 2, 3. Shown are two possible courses of the endless traction mechanism gear 56 of an internal combustion engine of the V type with a camshaft drive adjusting unit 55 according to the invention arranged centrally in the V space. As can be seen, this drive adjusting unit 55 is fastened to the housing of the internal combustion engine via three stud screws 57. It is thus possible to design this drive adjustment unit 55, by means of which the phase angles of the two camshaft pairs 53, 54 can be changed differently from one another with respect to the crankshaft 52, as a preassembly unit and to flange-mount the end face of the internal combustion engine housing 58.
  • the camshaft drive adjusting unit 55 is driven by the crankshaft 52 via a first endless traction mechanism 56 and in turn drives the two pairs of camshafts 53, 54 via two further endless traction mechanisms 56, the first pair of camshafts 53, for example, the intake valves each Cylinder bank 51a, 51b and the second pair of camshafts 54 actuated the exhaust valves per cylinder bank 51a, 51b.
  • the drive adjustment unit 55 which is designed as a preassembly unit, first to the internal combustion engine housing and then to the one already included in the preassembly scope contained endless traction mechanism 56 completely hang up, which overall is an extremely simple manufacture.
  • FIGS. 4, 5, 6 Three different exemplary embodiments of a camshaft drive adjustment unit 55 according to the invention are each shown in section in FIGS. 4, 5, 6. The same components are identified by the same reference numbers.
  • the drive adjustment unit 55 is designed as a preassembly unit. Therefore, this preassembly unit has to have a housing that is made up of several parts and takes over storage function for the individual components of the drive adjustment unit 55. This storage function is formed in two parts, thus two support bearing units 1, 2 are provided. These support bearing units 1, 2 are flanged to the internal combustion engine housing 58 by means of the stud screws 57. In the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 6, the support bearing unit 1 is additionally mounted in a centering receptacle 59 of the internal combustion engine housing 58.
  • Each support bearing 1, 2 carries an output gear 3, 4 of a camshaft drive.
  • the two camshafts or camshaft pairs 53, 54 are thus driven via these driven wheels 3, 4.
  • the driven wheel 3 is designed as a chain wheel; in the exemplary embodiments according to FIGS. 4, 6, the driven wheel 4 is also a chain wheel for an endless traction mechanism 56.
  • the driven wheel 4 is directly in an end-side recess inserted in the camshaft 54. Instead of a traction mechanism is in this embodiment a so-called dome drive is thus provided for the camshaft 54.
  • a drive wheel 5 is also required, which - as shown in FIGS. 1 to 3 - is driven by the crankshaft 52 and in turn sets the driven wheels 3, 4 in rotation. Since this drive wheel 5 of the drive adjustment unit 55 must cooperate with the two driven wheels 3, 4, this drive wheel 5 can also be supported on these two driven wheels 3, 4 for the sake of simplicity, as is shown in all of the exemplary embodiments according to FIGS. 4-6.
  • the rotational movement of the drive wheel 5 should not be transmitted unchanged to the driven wheels 3, 4; rather, as already explained, a phase angle adjustment should be possible, the phase angles of the two driven wheels 3, 4 being to be changeable in different ways relative to the drive wheel 5.
  • the known adjustment principle via helical gears is used here, for which purpose at least one longitudinally displaceable, that is to say displaceable in or against the direction of arrow 6 toothed sleeve 7 is provided.
  • a single toothed sleeve 7 is mounted longitudinally displaceable concentrically within the driven wheels 3, 4 and within the drive wheel 5, in the embodiment according to FIG.
  • each toothed sleeve 7 is connected to the drive wheel 5 via a preferably straight longitudinal toothing 8 (can also be a helical toothing) in order to be longitudinally displaceable in the direction of the arrow 6 to manufacture.
  • the toothed sleeve 7 or 7a is connected to the first drive wheel 3 via a first helical toothing 9a, while a second helical toothing 9b is provided between the toothed sleeve 7 or 7b and the second driven wheel 4.
  • a single toothed sleeve 7 the two helical teeth 9a, 9b are different from each other, in the embodiment of FIG. 6 with two toothed sleeves 7a, 7b, the two helical teeth 9a, 9b can be quite the same.
  • the two helical gears 9a, 9b in the exemplary embodiments according to FIGS. 4, 5 have different pitches, different phase angle adjustment values naturally also result for the two driven wheels 3, 4.
  • the two gear sleeves 7a, 7b can also work together by a different one Amount to be moved in or against arrow direction 6.
  • the displacement movement of the toothed sleeves 7, 7a, 7b is initiated via hydraulic pistons 10, which are connected to the associated toothed sleeve 7 or 7a, 7b via a so-called axial bearing package 11, which prevents rotation transmission - this is described in DE 36 16 234 A1.
  • the hydraulic piston 10 in turn is guided in a hydraulic cylinder 12, which in turn is mounted in a support bearing unit 1 (or 2 in the case of FIG. 6).
  • the hydraulic cylinder 12 is supplied via two hydraulic channels 13a, 13b, which enable the hydraulic piston 10 to be acted upon on both sides, so that depending on the respective pressure level in the individual hydraulic channels 13a, 13b, the hydraulic piston 10 and thus also the toothed sleeve 7 can be positioned as desired.
  • the different pressure levels in the hydraulic channels 13a, 13b are generated via a solenoid valve 14, whereby in the exemplary embodiment according to FIG. 6 two such solenoid valves are of course required in order to be able to supply the two hydraulic cylinders 12, which are arranged independently and separately, but coaxially.
  • the high pressure applied in front of the solenoid valve 14 is generated by a piston pump, designated in its entirety by 15, which is also part of the drive adjustment unit 55.
  • the revolving part of the piston pump 15 is integrated into the driven wheel 3, in which - as can be seen - a plurality of pistons 16, which can be moved axially, ie in or against the direction of the arrow 6, are mounted.
  • the wheels 3, 5 and the associated endless traction mechanism transmission can be lubricated via a spray oil channel 21 branching off from the storage space 19.
  • This channel 21 also serves to lower the pressure in the reservoir 19 so that the hydraulic pump can suck.
  • the hydraulic channel 13a running in the region of the support bearing unit 2 is supplied with hydraulic medium from the lower piston 16 of the piston pump 15 via the bore for the stud screw 57 shown.
  • this as well as details can be designed in a different way without leaving the content of the claims.

Abstract

An adjuster unit is described for two camshafts (53, 54) of an internal combustion engine, adjustable differently from one another in their phase angle relative to a crankshaft (52). In V-type engines, the said adjuster unit (55), from which endless chain or belt drives (56) lead to the camshafts (53, 54), is arranged in the V space. The adjuster unit (55) is designed as a pre-assembled unit and can be flange-mounted on the end face of the internal combustion engine housing. Advantageous design embodiments of such an adjuster unit (55) are indicated. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zumindest zwei räumlich getrennt voneinander angeordneten Nockenwellen sowie einer von der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle angetriebenen Nockenwellen-Antriebsverstelleinheit, mit Hilfe derer die Phasenwinkel zumindest zweier Nockenwellen bezüglich der Kurbelwelle voneinander verschiedenartig veränderbar sind. Gezeigt ist eine derartige Nockenwellen-Antriebsverstelleinheit beispielsweise in der DE 40 27 312 A1.The invention relates to an internal combustion engine with at least two camshafts arranged spatially separate from one another and a camshaft drive adjustment unit driven by the internal combustion engine crankshaft, with the aid of which the phase angles of at least two camshafts with respect to the crankshaft can be varied in different ways. Such a camshaft drive adjustment unit is shown, for example, in DE 40 27 312 A1.

Brennkraftmaschinen mit Nockenwellen-Verstelleinheiten zum Verdrehen der Nockenwelle in ihrer Phasenlage bezüglich der die Nockenwelle antreibenden Kurbelwelle sind heute durchaus üblich. Bei Brennkraftmaschinen mit separaten Nockenwellen für die Einlaßventile und für die Auslaßventile wird dabei üblicherweise lediglich die Einlaß-Nockenwelle verdreht. Besitzt eine Brennkraftmaschine beispielsweise der V-Bauart mehrere Einlaß-Nockenwellen, so ist es auch üblich, mittels einer einzigen Nockenwellen-Verstelleinheit sämtliche Einlaß-Nockenwellen gemeinsam zu verstellen. Ein Beispiel hierfür zeigt die DE 39 01 721 C2. Soll hingegen sowohl die Einlaß-Nockenwelle als auch die Auslaß-Nockenwelle einer Brennkraftmaschine verstellbar sein, so wären hierfür grundsätzlich zwei Nockenwellen-Verstelleinheiten erforderlich. Um diesen unerwünschten Bauaufwand zu reduzieren bzw. den mit dieser zusätzlichen Anforderung, zwei Nockenwellen verschiedenartig verstellen zu können, verbundenen Mehraufwand gering zu halten, schlägt die bereits zitierte DE 40 27 312 A1 eine gemeinsame, zusammengefaßte Nockenwellen-Antriebsverstelleinheit vor, die zentral zwischen den Nockenwellen angeordnet ist und sich das bekannte Verstellprinzip über Schrägverzahnungen zunutze macht. Durch Vorsehen verschiedener Schrägverzahnungen für die EinlaßNockenwelle und für die Auslaß-Nockenwelle können durch gemeinsames Längsverschieben der beiden schrägverzahnten Antriebsräder die Einlaß-Nockenwelle und die Auslaß-Nockenwelle zwar gleichzeitig, jedoch voneinander verschiedenartig verstellt werden.Internal combustion engines with camshaft adjusting units for rotating the camshaft in their phase position with respect to the crankshaft driving the camshaft are quite common today. In internal combustion engines with separate camshafts for the intake valves and for the exhaust valves, usually only the intake camshaft is rotated. If an internal combustion engine of the V type, for example, has a plurality of intake camshafts, it is also common to adjust all intake camshafts together by means of a single camshaft adjusting unit. An example of this is shown in DE 39 01 721 C2. In contrast, both the intake camshaft and the exhaust camshaft of an internal combustion engine are adjustable, two camshaft adjusting units would be required for this. In order to reduce this undesirable construction effort or to keep the additional effort associated with this additional requirement of being able to adjust two camshafts differently, DE 40 27 312 A1, already cited, proposes a common, summarized camshaft drive adjustment unit which is located centrally between the camshafts is arranged and makes use of the known adjustment principle via helical gears. By providing different helical gears for the intake camshaft and for the exhaust camshaft, the intake camshaft and the exhaust camshaft can be adjusted simultaneously, but differently from one another, by longitudinally displacing the two helical gear wheels together.

Dieser Grundgedanke ist vom Prinzip her überzeugend, jedoch ist zum einen die bekannte Nockenwellen-Antriebs- und Verstelleinheit äußerst aufwendig zu montieren und zum anderen oftmals aufgrund von Bauraumeinschränkungen überhaupt nicht in der gezeigten Weise einsetzbar. Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine demgegenüber verbesserte Anordnung aufzuzeigen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß zumindest eine der Nockenwellen über ein endloses Zugmittelgetriebe mit der als Vormontage-Einheit ausgebildeten, stirnseitig an das Brennkraftmaschinen-Gehäuse anflanschbaren Antriebsverstelleinheit verbunden ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Inhalt der Unteransprüche.This basic idea is convincing in principle, but on the one hand the known camshaft drive and adjustment unit is extremely complex to assemble and on the other hand often cannot be used in the manner shown due to space restrictions. It is therefore the object of the invention to show an arrangement which is improved in comparison with this for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. To solve this problem, it is provided that at least one of the camshafts is connected via an endless traction mechanism to the drive adjustment unit, which is designed as a preassembly unit and can be flange-mounted on the front side of the engine housing. Advantageous further developments of the invention are the content of the subclaims.

Erfindungsgemäß ist die Antriebsverstelleinheit, die sowohl dazu dient, die zumindest zwei räumlich getrennt voneinander angeordneten Nockenwellen anzutreiben, als auch diese Nockenwellen gegenüber der sie antreibenden Kurbelwelle verschiedenartig zu verstellen, als Vormontage-Einheit ausgebildet. Diese Vormontage-Einheit ist erfindungsgemäß einfach an das Brennkraftmaschinen-Gehäuse anflanschbar. Die Verbindung mit zumindest einer der Nockenwellen erfolgt dabei über ein endloses Zugmittelgetriebe, also beispielsweise eine Kette oder einen Zahnriemen, die oder der bereits im Vormontageumfang enthalten ist und nach dem Anflanschen der Antriebsverstelleinheit auf die weiteren zugehörigen Räder aufgelegt werden kann. Bevorzugt wird über ein derartiges endloses Zugmittelgetriebe auch die Verbindung zwischen der Kurbelwelle sowie der Antriebsverstelleinheit hergestellt. Ferner kann ein derartiges endloses Zugmittelgetriebe auch zwischen der Antriebsverstelleinheit sowie der zweiten Nockenwelle vorgesehen sein. Alternativ ist es jedoch möglich, die Antriebsverstelleinheit derart auszubilden, daß sie auf eine der beiden oder mehreren, hierzu natürlich mit einer entsprechenden Aufnahme versehenen Nockenwelle aufgesteckt werden kann. Dann wird eine der beiden oder mehreren Nockenwellen direkt von der Antriebsverstelleinheit angetrieben, so daß zwischen diesen Elementen ein sog. Kuppelantrieb vorliegt. In diesem Falle führt dann bevorzugt je ein endloses Zugmittelgetriebe zur anderen Nockenwelle sowie zur Kurbelwelle. Alternativ kann die Antriebsverstelleinheit selbstverständlich auch auf die entsprechend ausgebildete Kurbelwelle aufgesteckt werden. Dann führt je ein endloses Zugmittelgetriebe zu den anzutreibenden und zu verstellenden Nockenwellen. Unabhängig von der gewählten Anordnung erlauben es diese geschilderten Maßnahmen dabei generell, die Antriebsverstelleinheit im wesentlichen in ihrer Gesamtheit als Vormontage-Einheit auszubilden und einfach an das Brennkraftmaschinen-Gehäuse anflanschen zu können, wonach lediglich noch die jeweiligen endlosen Zugmittel aufgelegt werden müssen.According to the invention, the drive adjustment unit, which serves both, is spatially separated from the at least two to drive camshafts arranged from each other, as well as to adjust these camshafts differently with respect to the crankshaft driving them, designed as a pre-assembly unit. According to the invention, this preassembly unit can simply be flanged onto the internal combustion engine housing. The connection to at least one of the camshafts takes place via an endless traction mechanism, for example a chain or a toothed belt, which is already included in the preassembly scope and can be placed on the other associated wheels after the drive adjustment unit has been flanged on. The connection between the crankshaft and the drive adjustment unit is preferably also established via such an endless traction mechanism transmission. Furthermore, such an endless traction mechanism transmission can also be provided between the drive adjustment unit and the second camshaft. Alternatively, however, it is possible to design the drive adjustment unit in such a way that it can be plugged onto one of the two or more camshafts, which of course are provided with a corresponding receptacle for this purpose. Then one of the two or more camshafts is driven directly by the drive adjustment unit, so that a so-called dome drive is present between these elements. In this case, an endless traction mechanism preferably leads to the other camshaft and to the crankshaft. Alternatively, the drive adjustment unit can of course also be plugged onto the appropriately designed crankshaft. Then an endless traction mechanism leads to the camshafts to be driven and adjusted. Regardless of the selected arrangement, these measures generally allow the drive adjustment unit to be designed essentially in its entirety as a preassembly unit and to be easily flanged to the internal combustion engine housing, after which only the respective endless traction devices have to be put on.

Besonders vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Anordnung bzw. Ausbildung bei einer Brennkraftmaschine der V-Bauart oder einer Boxer-Maschine. Ist dabei je Zylinderbank zumindest jeweils eine Einlaß-Nockenwelle und eine Auslaß-Nockenwelle vorgesehen, so empfiehlt es sich, die gemeinsame Antriebsverstelleinheit für die Einlaß-Nockenwellen und die Auslaß-Nockenwelle im wesentlichen zwischen diesen Zylinderbänken anzuordnen. Ausgehend von der Antriebsverstelleinheit kann dann ein erstes Zugmittelgetriebe zu den beiden Einlaß-Nockenwellen und ein zweites Zugmittelgetriebe zu den beiden Auslaß-Nockenwellen führen. Mit einer einzigen Antriebsverstelleinheit, die auch als Tandem-Einheit bezeichnet werden kann, ist es somit möglich, vier Nockenwellen zu verstellen, wobei jeweils zwei Nockenwellen paarweise zusammenhängen, die beiden Nockenwellen-Paare jedoch verschiedenartig voneinander in ihrem Phasenwinkel bezüglich der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle veränderbar sind.An arrangement or design according to the invention is particularly advantageous in a V-type internal combustion engine or a boxer machine. If at least one intake camshaft and one exhaust camshaft are provided for each cylinder bank, it is advisable to arrange the common drive adjustment unit for the intake camshafts and the exhaust camshaft essentially between these cylinder banks. Starting from the drive adjustment unit, a first traction mechanism can then lead to the two intake camshafts and a second traction mechanism can lead to the two exhaust camshafts. With a single drive adjustment unit, which can also be referred to as a tandem unit, it is thus possible to adjust four camshafts, two camshafts being connected in pairs, but the phase cam angle of the two camshaft pairs can be varied differently from one another .

Einfach und kompakt gestaltet - auch im Hinblick auf die Vormontierbarkeit - ist die Antriebsverstelleinheit, wenn in dieser Verstelleinheit Stützlagereinheiten vorgesehen sind. Auf diesen Stützlagereinheiten stützen sich wesentliche Elemente der Antriebsverstelleinheit ab, so beispielsweise die Räder der Nockenwellenantriebe und/oder ein Phasenwinkelverstellorgan. Die Stützlagereinheiten wiederum stützen sich dann am Brennkraftmaschinen-Gehäuse ab. Hierzu kann eine Stützlagereinheit direkt in einer zentrierenden Aufnahme des Brennkraftmaschinen-Gehäuses gelagert sein, eine andere oder auch beide bzw. alle Stützlagereinheiten können jedoch auch über Stiftschrauben o. ä. Befestigungselemente am Brennkraftmaschinen-Gehäuse angeflanscht sein.The drive adjustment unit is simple and compact - also with regard to the ability to be preassembled - if support bearing units are provided in this adjustment unit. Essential elements of the drive adjustment unit are supported on these support bearing units, for example the wheels of the camshaft drives and / or a phase angle adjustment element. The support bearing units in turn are then supported on the internal combustion engine housing. For this purpose, a support bearing unit can be mounted directly in a centering receptacle of the internal combustion engine housing, but another or both or all or all support bearing units can also be flange-mounted on the internal combustion engine housing by means of stud bolts or the like.

Wie bereits erläutert, dient jede Antriebsverstelleinheit zum Antrieb sowie zum Verstellen zumindest zweier räumlich getrennt voneinander angeordneter Nockenwellen. Erforderlich sind daher zwei Abtriebsräder für diese Nockenwellen, wobei dieser besagte Nockenwellenantrieb nicht nur über ein endloses Zugmittelgetriebe oder ein Stirnrädergetriebe erfolgen kann, sondern ein derartiges Abtriebsrad auch direkt formschlüssig mit der anzutreibenden Nockenwelle verbunden sein kann. Beispielsweise kann ein einer Nockenwelle zugeordnetes Abtriebsrad in eine stirnseitige Ausnehmung dieser Nockenwelle eingesteckt sein. Diese Ausführungsform wird auch als Kuppelantrieb bezeichnet. Da somit zumindest zwei Abtriebsräder vorhanden sind und daneben auch zwei Stützlagereinheiten Bestandteil einer Antriebsverstelleinheit sind, bietet es sich an, jedem Abtriebsrad eines Nockenwellenantriebes eine derartige Stützlagereinheit zuzuordnen. Hingegen kann sich im Sinne einer einfachen Konstruktion ein von der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle angetriebenes Antriebsrad für die Antriebsverstelleinheit auf den Abtriebsrädern abstützen. Zwischen dem Antriebsrad, dessen Rotationsbewegung in geeigneter Weise auf die Abtriebsräder übertragen wird, sowie den Abtriebsrädern liegt selbstverständlich noch das Phasenwinkelverstellorgan, mit Hilfe dessen die Phasenwinkel zwischen den Abtriebsrädern sowie dem Antriebsrad voneinander verschiedenartig veränderbar sind.As already explained, each drive adjustment unit serves to drive and to adjust at least two camshafts which are arranged spatially separated from one another. Two output gears are therefore required for these camshafts, said camshaft drive not only being able to take place via an endless traction mechanism or a spur gear transmission, but such an output gear can also be directly and positively connected to the camshaft to be driven. For example, an output gear assigned to a camshaft can be inserted into an end recess of this camshaft. This embodiment is also referred to as a dome drive. Since at least two driven wheels are thus present and two support bearing units are also part of a drive adjustment unit, it makes sense to assign such a support bearing unit to each driven wheel of a camshaft drive. On the other hand, in the sense of a simple construction, a drive wheel driven by the internal combustion engine crankshaft for the drive adjustment unit can be supported on the driven wheels. Between the drive wheel, the rotational movement of which is transmitted in a suitable manner to the driven wheels, and the driven wheels, there is of course still the phase angle adjusting element, with the aid of which the phase angles between the driven wheels and the drive wheel can be varied in different ways.

Es können verschiedene bekannte Prinzipien zur Verstellung des Phasenwinkels zwischen der Nockenwelle bzw. dem Abtriebsrad der Antriebsverstelleinheit und dem Antriebsrad eingesetzt werden. Besonders bewährt hat sich bislang das Verstellprinzip mit längsverschiebbaren, schrägverzahnten Verzahnungsmuffen. Auch bei der vorliegenden Antriebsverstelleinheit für eine Brennkraftmaschine mit zumindest zwei räumlich getrennt voneinander angeordneten Nockenwellen kann eine derartige längsverschiebbar gelagerte Verzahnungsmuffe zum Einsatz kommen, wobei die Längsverschiebebewegung bevorzugt über eine Hydraulik-Zylinder-Kolben-Einheit eingeleitet wird. Bevorzugt ist in einem Hydraulikzylinder ein beidseitig beaufschlagbarer Kolben vorgesehen, der auf geeignete Weise mit der Verzahnungsmuffe verbunden ist. Eine raumsparende Anordnung ergibt sich, wenn diese Verzahnungsmuffe konzentrisch innerhalb des Abtriebsrades und des Antriebsrades gelagert ist, während sich der Hydraulikzylinder wieder an der Stützlagereinheit abstützen kann. Sollen die beiden verschiedenartig voneinander verstellbaren Nockenwellen unabhängig voneinander verstellbar sein, so sind zwei Verzahnungsmuffen mit zugeordneten Hydraulikkolben erforderlich. In einfachen Fällen kann es jedoch ausreichend sein, eine feste funktionale Beziehung zwischen den Verstellwinkeln der beiden zu verstellenden Nockenwellen zu haben. Beispielsweise kann es ausreichend sein, eine der Nockenwellen um den doppelten Winkelbetrag und in der entgegengesetzten Richtung zu verdrehen, wie die andere Nockenwelle. Für diesen Anwendungsfall ist lediglich eine einzige längsverschiebbare Verzahnungsmuffe erforderlich, wobei die mit den Abtriebsrädern zusammenwirkenden Schrägverzahnungen in entsprechender Weise verschiedenartig ausgelegt sind.Various known principles can be used to adjust the phase angle between the camshaft or the driven wheel of the drive adjusting unit and the drive wheel. So far, the adjustment principle with longitudinally displaceable, helical toothed gear sleeves has proven particularly successful. Also in the present drive adjustment unit for an internal combustion engine with at least Such a longitudinally displaceable toothed sleeve can be used for two camshafts which are arranged spatially separated from one another, the longitudinal displacement movement preferably being initiated via a hydraulic cylinder-piston unit. Preferably, a piston which can be acted upon on both sides is provided in a hydraulic cylinder and is connected in a suitable manner to the toothed sleeve. A space-saving arrangement results if this toothed sleeve is mounted concentrically within the driven wheel and the drive wheel, while the hydraulic cylinder can again be supported on the support bearing unit. If the two differently adjustable camshafts are to be adjustable independently of one another, two toothed sockets with associated hydraulic pistons are required. In simple cases, however, it may be sufficient to have a fixed functional relationship between the adjustment angles of the two camshafts to be adjusted. For example, it may be sufficient to twist one of the camshafts by twice the angular amount and in the opposite direction as the other camshaft. For this application, only a single longitudinally displaceable toothing sleeve is required, the helical teeth interacting with the driven wheels being designed differently in a corresponding manner.

Wird bzw. werden die Verzahnungsmuffe(n) zur Verstellung der Abtriebsräder wie beschrieben hydraulisch längsverschoben, so kann es empfehlenswert sein, zur Bereitstellung eines ausreichend hohen definierten Hydraulikdruckes in der Antriebsverstelleinheit eine Hydraulikpumpe vorzusehen, wie dies bereits in der DE 39 29 621 gezeigt ist. Die vorliegende Erfindung schlägt vor, im Sinne einer Bauraumersparnis in radialer Richtung anstelle der aus der oben genannten Schrift bekannten Radial-Kolbenpumpe eine Axial-Kolbenpumpe vorzusehen. Dies sowie weitere Vorteile der Erfindung gehen auch aus der folgenden Beschreibung verschiedener bevorzugter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt

Fig. 1
in den Teilfiguren a - h verschiedene Anordnungsmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Antriebsverstelleinheit,
Fig. 2
eine erste bevorzugte Anordnung einer Antriebsverstelleinheit für eine Brennkraftmaschine der V-Bauart,
Fig. 3
eine zweite bevorzugte Anordnung,
Fig. 4
ein erstes Ausführungsbeispiel einer Antriebsverstelleinheit im Schnitt,
Fig. 5
ein zweites Ausführungsbeispiel, sowie
Fig. 6
ein drittes Ausführungsbeispiel einer Antriebsverstelleinheit mit zwei unabhängig voneinander verstellbaren Verzahnungsmuffen.
If the toothed sleeve (s) for adjusting the driven wheels are hydraulically displaced longitudinally as described, it may be advisable to provide a hydraulic pump in the drive adjusting unit to provide a sufficiently high defined hydraulic pressure, as is already shown in DE 39 29 621. The present invention proposes in the sense of a space saving in the radial direction instead of the radial piston pump known from the above-mentioned document to provide an axial piston pump. This and other advantages of the invention also emerge from the following description of various preferred exemplary embodiments. It shows
Fig. 1
in the sub-figures a - h different arrangement options of a drive adjustment unit according to the invention,
Fig. 2
a first preferred arrangement of a drive adjustment unit for an internal combustion engine of the V type,
Fig. 3
a second preferred arrangement,
Fig. 4
a first embodiment of a drive adjustment unit in section,
Fig. 5
a second embodiment, as well
Fig. 6
a third embodiment of a drive adjustment unit with two independently adjustable toothing sleeves.

In den Fig. 1, 2, 3 ist mit der Bezugsziffer 50 ein Kurbelgehäuse und mit der Bezugsziffer 51 ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine bezeichnet. Eine symbolisch dargestellte Kurbelwelle trägt die Bezugsziffer 52, eine erste Nockenwelle bzw. bei Brennkraftmaschinen der V-Bauart ein erstes Nockenwellen-Paar ist mit 53 bezeichnet, eine zweite Nockenwelle/ein zweites Nockenwellen-Paar mit 54. Die Bezugsziffer 55 schließlich ist einer erfindungsgemäßen Nockenwellen-Antriebsverstelleinheit zugeordnet, von der aus zwei räumlich getrennt voneinander angeordnete Nockenwellen(Paare) 53, 54 angetrieben werden und mit Hilfe derer die Phasenwinkel dieser Nockenwellen(paare) 53, 54 bezüglich der Kurbelwelle 52 voneinander verschiedenartig veränderbar sind. Die Bewegungsübertragung zwischen den einzelnen bisher beschriebenen bewegten Elementen erfolgt dabei größtenteils über endlose Zugmittelgetriebe mit der Bezugsziffer 56.1, 2, 3, reference number 50 denotes a crankcase and reference number 51 a cylinder head of an internal combustion engine. A symbolically represented crankshaft bears the reference number 52, a first camshaft or, in the case of V-type internal combustion engines, a first camshaft pair is designated 53, a second camshaft / a second camshaft pair 54. Finally, reference number 55 is a camshaft according to the invention -Assigned drive adjustment unit, from which two spatially separated camshafts (pairs) 53, 54 are driven and by means of which the phase angles of these camshafts (pairs) 53, 54 can be changed in different ways with respect to the crankshaft 52. The movement transmission between the individual moving elements described so far takes place largely via endless traction mechanisms with the reference number 56.

In den Fig. 1a, 1b, 1c ist eine übliche mehrzylindrige Reihen-Brennkraftmaschine dargestellt, die zwei obenliegende Nockenwellen 53, 54 besitzt, die die Einlaßventile und die Auslaßventile betätigen. Beim skizzierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1a ist mittig unterhalb der beiden Nockenwellen 53, 54 die Antriebsverstelleinheit 55 angeordnet. Diese wird über das endlose Zugmittelgetriebe 56 von der Kurbelwelle 52 angetrieben und treibt ihrerseits über endlose Zugmittelgetriebe 56 die beiden Nockenwellen 53, 54 an, wobei in dieser Antriebsverstelleinheit 55 jeweils eine Phasenwinkelverstellung zwischen den Abtriebsrädern, deren Bewegung direkt über endlose Zugmittelgetriebe 56 auf die Nockenwellen 53, 54 übertragen wird und dem Antriebsrad, das von der Kurbelwelle 52 angetrieben wird, einstellbar ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1b ist diese Antriebsverstelleinheit 55 auf die Kurbelwelle 52 aufgesteckt, beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1c ist die Antriebsverstelleinheit 55 auf die erste Nockenwelle 53 aufgesteckt. Bei den Varianten 1b, 1c ist ein endloses Zugmittelgetriebe 56 weniger erforderlich, als bei der Variante 1a, jedoch kann sich bei der Variante 1a durch geeignete Konstruktion ein geringerer Bauraum ergeben.1a, 1b, 1c, a conventional multi-cylinder in-line internal combustion engine is shown, which has two overhead camshafts 53, 54, which actuate the intake valves and the exhaust valves. In the sketched embodiment according to FIG. 1a, the drive adjustment unit 55 is arranged centrally below the two camshafts 53, 54. This is driven by the crankshaft 52 via the endless traction mechanism 56 and in turn drives the two camshafts 53, 54 via endless traction mechanism 56, in this drive adjustment unit 55 a phase angle adjustment between the driven wheels, the movement of which directly on the traction mechanism 56 onto the camshafts 53 , 54 is transmitted and the drive wheel, which is driven by the crankshaft 52, is adjustable. In the exemplary embodiment according to FIG. 1b, this drive adjusting unit 55 is plugged onto the crankshaft 52, in the exemplary embodiment according to FIG. 1c the drive adjusting unit 55 is plugged onto the first camshaft 53. In the variants 1b, 1c, an endless traction mechanism gear 56 is less necessary than in the variant 1a, but in the variant 1a, a smaller construction space can result from a suitable construction.

Die Fig. 1d, 1e zeigen eine Boxer-Brennkraftmaschine mit den bereits erläuterten, lediglich prinzipiell dargestellten Elementen. Während bei der Variante 1d die Antriebsverstelleinheit 55 auf die Kurbelwelle 52 aufgesteckt ist, ist bei der Variante 1e die Antriebsverstelleinheit 55 separat plaziert.1d, 1e show a boxer internal combustion engine with the elements already explained, which are only shown in principle. While in variant 1d the drive adjustment unit 55 is plugged onto the crankshaft 52, in variant 1e the drive adjustment unit 55 is placed separately.

Die Fig. 1f, 1g, 1h zeigen Brennkraftmaschinen der V-Bauart. Bei der Variante 1g ist die Antriebsverstelleinheit 55 auf die Kurbelwelle 52 aufgesteckt, bei der Variante 1h auf eine Nockenwelle des ersten Nockenwellen-Paares 53. Besonders günstig ist die Antriebsverstelleinheit 55 bei der Variante 1f angeordnet, da hierbei der teilweise ungenutzte V-Raum dazu genutzt wird, die Antriebsverstelleinheit 55 platzsparend und dabei die Baulänge der Brennkraftmaschine nicht vergrößernd unterzubringen.1f, 1g, 1h show internal combustion engines of the V type. In variant 1g, the drive adjustment unit 55 is plugged onto the crankshaft 52, in variant 1h on a camshaft of the first pair of camshafts 53. The drive adjustment unit 55 in variant 1f is arranged particularly favorably, since the partially unused V-space is used for this purpose is to accommodate the drive adjustment unit 55 in a space-saving manner and not to increase the overall length of the internal combustion engine.

Diese Prinzipvariante gemäß Fig. 1f ist den Fig. 2, 3 nochmals etwas detaillierter dargestellt. Gezeigt sind zwei mögliche Verläufe der endlosen Zugmittelgetriebe 56 einer Brennkraftmaschine der V-Bauart mit zentral im V-Raum angeordneter erfindungsgemäßer Nockenwellen-Antriebsverstelleinheit 55. Wie ersichtlich, ist diese Antriebsverstelleinheit 55 über drei Stiftschrauben 57 am Gehäuse der Brennkraftmaschine befestigt. Es ist somit möglich, diese Antriebsverstelleinheit 55, mit Hilfe derer die Phasenwinkel der beiden Nockenwellen-Paare 53, 54 bezüglich der Kurbelwelle 52 voneinander verschiedenartig veränderbar sind, als Vormontage-Einheit auszubilden und stirnseitig an das Brennkraftmaschinen-Gehäuse 58 anzuflanschen. Wie ersichtlich, wird die Nockenwellen-Antriebsverstelleinheit 55 über ein erstes endloses Zugmittelgetriebe 56 von der Kurbelwelle 52 angetrieben und treibt ihrerseits über zwei weitere endlose Zugmittelgetriebe 56 die beiden Nockenwellen-Paare 53, 54 an, wobei das erste Nockenwellen-Paar 53 beispielsweise die Einlaßventile je Zylinderbank 51a, 51b und das zweite Nockenwellen-Paar 54 die Auslaßventile je Zylinderbank 51a, 51b betätigt. Wie bereits erwähnt, ist es somit möglich, die als Vormontage-Einheit ausgebildete Antriebsverstelleinheit 55 zunächst an das Brennkraftmaschinen-Gehäuse anzuflanschen und anschließend daran die bereits im Vormontageumfang enthaltenen endlosen Zugmittelgetriebe 56 vollständig aufzulegen, was insgesamt eine äußerst einfache Fertigung darstellt.This principle variant according to FIG. 1f is shown again in somewhat more detail in FIGS. 2, 3. Shown are two possible courses of the endless traction mechanism gear 56 of an internal combustion engine of the V type with a camshaft drive adjusting unit 55 according to the invention arranged centrally in the V space. As can be seen, this drive adjusting unit 55 is fastened to the housing of the internal combustion engine via three stud screws 57. It is thus possible to design this drive adjustment unit 55, by means of which the phase angles of the two camshaft pairs 53, 54 can be changed differently from one another with respect to the crankshaft 52, as a preassembly unit and to flange-mount the end face of the internal combustion engine housing 58. As can be seen, the camshaft drive adjusting unit 55 is driven by the crankshaft 52 via a first endless traction mechanism 56 and in turn drives the two pairs of camshafts 53, 54 via two further endless traction mechanisms 56, the first pair of camshafts 53, for example, the intake valves each Cylinder bank 51a, 51b and the second pair of camshafts 54 actuated the exhaust valves per cylinder bank 51a, 51b. As already mentioned, it is thus possible to flange the drive adjustment unit 55, which is designed as a preassembly unit, first to the internal combustion engine housing and then to the one already included in the preassembly scope contained endless traction mechanism 56 completely hang up, which overall is an extremely simple manufacture.

Drei verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Nockenwellen-Antriebsverstelleinheit 55 sind in den Fig. 4, 5, 6 jeweils im Schnitt dargestellt. Gleiche Bauteile sind dabei mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.Three different exemplary embodiments of a camshaft drive adjustment unit 55 according to the invention are each shown in section in FIGS. 4, 5, 6. The same components are identified by the same reference numbers.

Wie bereits erläutert, ist die Antriebsverstelleinheit 55 als Vormontage-Einheit ausgebildet. Daher muß diese Vormontage-Einheit quasi ein Gehäuse aufweisen, das mehrteilig ausgebildet ist und Lagerungsfunktion für die einzelnen Bauelemente der Antriebsverstelleinheit 55 übernimmt. Diese Lagerungsfunktion ist zweiteilig ausgebildet, es sind somit zwei Stützlagereinheiten 1, 2 vorgesehen. Diese Stützlagereinheiten 1, 2 sind mittels der Stiftschrauben 57 an das Brennkraftmaschinen-Gehäuse 58 angeflanscht. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 und 6 ist die Stützlagereinheit 1 zusätzlich in einer zentrierenden Aufnahme 59 des Brennkraftmaschinen-Gehäuses 58 gelagert.As already explained, the drive adjustment unit 55 is designed as a preassembly unit. Therefore, this preassembly unit has to have a housing that is made up of several parts and takes over storage function for the individual components of the drive adjustment unit 55. This storage function is formed in two parts, thus two support bearing units 1, 2 are provided. These support bearing units 1, 2 are flanged to the internal combustion engine housing 58 by means of the stud screws 57. In the exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 6, the support bearing unit 1 is additionally mounted in a centering receptacle 59 of the internal combustion engine housing 58.

Jedes Stützlager 1, 2 trägt ein Abtriebsrad 3, 4 eines Nockenwellen-Antriebes. Über diese Abtriebsräder 3, 4 werden somit die beiden Nockenwellen bzw. Nockenwellen-Paare 53, 54 angetrieben. Bei allen drei Ausführungsbeispielen ist das Abtriebsrad 3 als Kettenrad ausgebildet, bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4, 6 ist auch das Abtriebsrad 4 ein Kettenrad für ein endloses Zugmittelgetriebe 56. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 jedoch ist das Abtriebsrad 4 direkt in eine stirnseitige Ausnehmung in der Nockenwelle 54 eingesteckt. Anstelle eines Zugmittelgetriebes ist bei diesem Ausführungsbeispiel für die Nockenwelle 54 somit ein sog. Kuppelantrieb vorgesehen.Each support bearing 1, 2 carries an output gear 3, 4 of a camshaft drive. The two camshafts or camshaft pairs 53, 54 are thus driven via these driven wheels 3, 4. In all three exemplary embodiments, the driven wheel 3 is designed as a chain wheel; in the exemplary embodiments according to FIGS. 4, 6, the driven wheel 4 is also a chain wheel for an endless traction mechanism 56. In the exemplary embodiment according to FIG. 5, however, the driven wheel 4 is directly in an end-side recess inserted in the camshaft 54. Instead of a traction mechanism is in this embodiment a so-called dome drive is thus provided for the camshaft 54.

Selbstverständlich ist neben den Abtriebsrädern 3, 4 auch ein Antriebsrad 5 erforderlich, das - wie die Fig. 1 bis 3 zeigen - von der Kurbelwelle 52 angetrieben wird und seinerseits wieder die Abtriebsräder 3, 4 in Rotation versetzt. Da dieses Antriebsrad 5 der Antriebsverstelleinheit 55 mit den beiden Abtriebsrädern 3, 4 zusammenwirken muß, kann sich dieses Antriebsrad 5 der Einfachheit halber auch auf diesen beiden Abtriebsrädern 3, 4 abstützen, wie dies in sämtlichen Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 - 6 gezeigt ist.Of course, in addition to the driven wheels 3, 4, a drive wheel 5 is also required, which - as shown in FIGS. 1 to 3 - is driven by the crankshaft 52 and in turn sets the driven wheels 3, 4 in rotation. Since this drive wheel 5 of the drive adjustment unit 55 must cooperate with the two driven wheels 3, 4, this drive wheel 5 can also be supported on these two driven wheels 3, 4 for the sake of simplicity, as is shown in all of the exemplary embodiments according to FIGS. 4-6.

Allerdings soll die Rotationsbewegung des Antriebsrades 5 nicht unverändert auf die Abtriebsräder 3, 4 übertragen werden, vielmehr soll, wie bereits erläutert, eine Phasenwinkelverstellung möglich sein, wobei die Phasenwinkel der beiden Abtriebsräder 3, 4 gegenüber dem Antriebsrad 5 voneinander verschiedenartig veränderbar sein sollen. Genutzt wird hierbei das bekannte Verstellprinzip über Schrägverzahnungen, wozu zumindest eine längsverschiebbar, d. h. in bzw. gegen Pfeilrichtung 6 verschiebbare Verzahnungsmuffe 7 vorgesehen ist. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4, 5 ist konzentrisch innerhalb der Abtriebsräder 3, 4 und innerhalb des Antriebsrades 5 eine einzige Verzahnungsmuffe 7 längsverschiebbar gelagert, beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind zwei Verzahnungsmuffen 7a, 7b vorgesehen, wobei die erste Verzahnungsmuffe 7a konzentrisch innerhalb des Antriebsrades 5 und des Abtriebsrades 3 und die zweite Verzahnungsmuffe 7b konzentrisch innerhalb des Antriebsrades 5 und des Abtriebsrades 4 gelagert ist. Jede Verzahnungsmuffe 7 ist über eine bevorzugt gerade Längsverzahnung 8 (kann auch eine Schrägverzahnung sein) mit dem Antriebsrad 5 verbunden, um eine Längsverschiebbarkeit gemäß Pfeilrichtung 6 herzustellen. Über eine erste Schrägverzahnung 9a ist die Verzahnungsmuffe 7 bzw. 7a mit dem ersten Antriebsrad 3 verbunden, während eine zweite Schrägverzahnung 9b zwischen der Verzahnungsmuffe 7 bzw. 7b und dem zweiten Abtriebsrad 4 vorgesehen ist. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4, 5 mit einer einzigen Verzahnungsmuffe 7 sind die beiden Schrägverzahnungen 9a, 9b verschiedenartig voneinander, beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 mit zwei Verzahnungsmuffen 7a, 7b können die zwei Schrägverzahnungen 9a, 9b durchaus gleichartig sein.However, the rotational movement of the drive wheel 5 should not be transmitted unchanged to the driven wheels 3, 4; rather, as already explained, a phase angle adjustment should be possible, the phase angles of the two driven wheels 3, 4 being to be changeable in different ways relative to the drive wheel 5. The known adjustment principle via helical gears is used here, for which purpose at least one longitudinally displaceable, that is to say displaceable in or against the direction of arrow 6 toothed sleeve 7 is provided. In the embodiment according to FIGS. 4, 5, a single toothed sleeve 7 is mounted longitudinally displaceable concentrically within the driven wheels 3, 4 and within the drive wheel 5, in the embodiment according to FIG. 6 two toothed sleeves 7a, 7b are provided, the first toothed sleeve 7a being concentrically inside of the drive wheel 5 and the driven wheel 3 and the second toothed sleeve 7b is mounted concentrically within the drive wheel 5 and the driven wheel 4. Each toothed sleeve 7 is connected to the drive wheel 5 via a preferably straight longitudinal toothing 8 (can also be a helical toothing) in order to be longitudinally displaceable in the direction of the arrow 6 to manufacture. The toothed sleeve 7 or 7a is connected to the first drive wheel 3 via a first helical toothing 9a, while a second helical toothing 9b is provided between the toothed sleeve 7 or 7b and the second driven wheel 4. 4, 5 with a single toothed sleeve 7, the two helical teeth 9a, 9b are different from each other, in the embodiment of FIG. 6 with two toothed sleeves 7a, 7b, the two helical teeth 9a, 9b can be quite the same.

Offensichtlich wird bei nicht in bzw. gegen Pfeilrichtung 6 bewegter Verzahnungsmuffe 7, 7a, 7b eine über das Antriebsrad 5 eingeleitete Rotationsbewegung unverändert auf die beiden Abtriebsräder 3, 4 übertragen. Wird dann bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4, 5 zusätzlich die Verzahnungsmuffe 7 beispielsweise in Pfeilrichtung 6 verschoben, so werden in Abhängigkeit von den Steigungswinkeln der Schrägverzahnungen 9a, 9b die Abtriebsräder 3, 4 um einen zusätzlichen Phasenwinkel gegenüber dem Antriebsrad 5 verdreht. Hiermit läßt sich somit die gewünschte Phasenwinkelverstellung der Abtriebsräder 3, 4 bzw. der Nockenwellen 53, 54 gegenüber dem Antriebsrad 5 bzw. der Kurbelwelle 52 realisieren. Indem die beiden Schrägverzahnungen 9a, 9b bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4, 5 von unterschiedlicher Steigung sind, ergeben sich selbstverständlich auch für die beiden Abtriebsräder 3, 4 unterschiedliche Phasenwinkel-Verstellwerte. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist es möglich, lediglich die erste Verzahnungsmuffe 7a oder lediglich die zweite Verzahnungsmuffe 7b zu verstellen, so daß sich lediglich für das erste Abtriebsrad 3 oder lediglich für das zweite Abtriebsrad 4 ein geänderter Phasenwinkel ergibt. Selbstverständlich können auch die beiden Verzahnungsmuffen 7a, 7b gemeinsam um einen jeweils unterschiedlichen Betrag in bzw. gegen Pfeilrichtung 6 verschoben werden.Obviously, when the toothed sleeve 7, 7a, 7b is not moved in or against the direction of the arrow 6, a rotational movement initiated via the drive wheel 5 is transmitted unchanged to the two driven wheels 3, 4. If, in the exemplary embodiments according to FIGS. 4, 5, the toothed sleeve 7 is additionally displaced, for example in the direction of arrow 6, the driven wheels 3, 4 are rotated by an additional phase angle with respect to the drive wheel 5 as a function of the pitch angles of the helical teeth 9a, 9b. The desired phase angle adjustment of the driven wheels 3, 4 or the camshafts 53, 54 with respect to the drive wheel 5 or the crankshaft 52 can thus be implemented. Since the two helical gears 9a, 9b in the exemplary embodiments according to FIGS. 4, 5 have different pitches, different phase angle adjustment values naturally also result for the two driven wheels 3, 4. In the embodiment according to FIG. 6, it is possible to adjust only the first toothed sleeve 7a or only the second toothed sleeve 7b, so that there is only a changed phase angle for the first driven gear 3 or only for the second driven gear 4. Of course, the two gear sleeves 7a, 7b can also work together by a different one Amount to be moved in or against arrow direction 6.

Eingeleitet wird die Verschiebebewegung der Verzahnungsmuffen 7, 7a, 7b über Hydraulikkolben 10, die über ein sog., eine Rotationsübertragung verhinderndes Axiallagerpaket 11 - dieses ist in der DE 36 16 234 A1 beschrieben - mit der zugeordneten Verzahnungsmuffe 7 bzw. 7a, 7b verbunden. Der Hydraulikkolben 10 seinerseits ist in einem Hydraulikzylinder 12 geführt, der wiederum in einer Stützlagereinheit 1 (oder auch 2 im Falle der Fig. 6) gelagert ist. Versorgt wird der Hydraulikzylinder 12 über zwei Hydraulikkanäle 13a, 13b, die eine beidseitige Beaufschlagung des Hydraulikkolbens 10 ermöglichen, so daß in Abhängigkeit vom jeweiligen Druckniveau in den einzelnen Hydraulikkanälen 13a, 13b der Hydraulikkolben 10 und somit auch die Verzahnungsmuffe 7 wie gewünscht positioniert werden kann.The displacement movement of the toothed sleeves 7, 7a, 7b is initiated via hydraulic pistons 10, which are connected to the associated toothed sleeve 7 or 7a, 7b via a so-called axial bearing package 11, which prevents rotation transmission - this is described in DE 36 16 234 A1. The hydraulic piston 10 in turn is guided in a hydraulic cylinder 12, which in turn is mounted in a support bearing unit 1 (or 2 in the case of FIG. 6). The hydraulic cylinder 12 is supplied via two hydraulic channels 13a, 13b, which enable the hydraulic piston 10 to be acted upon on both sides, so that depending on the respective pressure level in the individual hydraulic channels 13a, 13b, the hydraulic piston 10 and thus also the toothed sleeve 7 can be positioned as desired.

Die unterschiedlichen Druckniveaus in den Hydraulikkanälen 13a, 13b werden über ein Magnetventil 14 erzeugt, wobei beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 selbstverständlich zwei derartige Magnetventile erforderlich sind, um die beiden unabhängig und getrennt, jedoch koaxial angeordneten Hydraulikzylinder 12 versorgen zu können. Der vor dem Magnetventil 14 anliegende Hochdruck wird dabei durch eine in ihrer Gesamtheit mit 15 bezeichnete Kolbenpumpe erzeugt, die ebenfalls Bestandteil der Antriebsverstelleinheit 55 ist. Integriert ist der umlaufende Teil der Kolbenpumpe 15 dabei in das Abtriebsrad 3, in welchem - wie ersichtlich - eine Vielzahl von axial, d. h. in bzw. gegen Pfeilrichtung 6 verschiebbaren Kolben 16 gelagert sind. Diese federbelasteten Kolben 16 laufen dabei auf einer aus der Stützlagereinheit 1 herausgearbeiteten Trasse 17 mit unterschiedlicher Höhe, so daß mit Rotation des Abtriebsrades 3 um die Längsachse 18 die Kolben 16 in Pumpbewegung versetzt werden und über die gezeigten Hydraulikkanäle 13a (stromauf der Magnetventile 14) den gewünschten Hochdruck erzeugen. Befindet sich der jeweilige Kolben 16 dabei in demjenigen Bereich, in dem die Trasse 17 von minimaler Höhe ist, so saugt der Kolben 16 aus einem Vorratsraum 19, der über den Hauptölkanal 20 der Brennkraftmaschine versorgt wird, Hydraulikmedium bzw. Schmieröl der Brennkraftmaschine an.The different pressure levels in the hydraulic channels 13a, 13b are generated via a solenoid valve 14, whereby in the exemplary embodiment according to FIG. 6 two such solenoid valves are of course required in order to be able to supply the two hydraulic cylinders 12, which are arranged independently and separately, but coaxially. The high pressure applied in front of the solenoid valve 14 is generated by a piston pump, designated in its entirety by 15, which is also part of the drive adjustment unit 55. The revolving part of the piston pump 15 is integrated into the driven wheel 3, in which - as can be seen - a plurality of pistons 16, which can be moved axially, ie in or against the direction of the arrow 6, are mounted. These spring-loaded pistons 16 run on a route 17 machined out of the support bearing unit 1 with different heights, so that the pistons 16 in with rotation of the driven wheel 3 about the longitudinal axis 18 Pump movement are offset and generate the desired high pressure via the hydraulic channels 13a shown (upstream of the solenoid valves 14). If the respective piston 16 is located in the area in which the route 17 is of minimal height, the piston 16 sucks in hydraulic medium or lubricating oil from the internal combustion engine from a reservoir 19, which is supplied via the main oil channel 20 of the internal combustion engine.

Über einen vom Vorratsraum 19 abzweigenden Spritzölkanal 21 können die Räder 3, 5 sowie das zugehörige endlose Zugmittelgetriebe geschmiert werden. Dieser Kanal 21 dient auch dazu, den Druck im Vorratsraum 19 abzusenken, damit die Hydraulikpumpe ansaugen kann. Ferner ist zu erwähnen, daß beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 der im Bereich der Stützlagereinheit 2 verlaufende Hydraulikkanal 13a über die Bohrung für die gezeigte Stiftschraube 57 vom unteren Kolben 16 der Kolbenpumpe 15 aus mit Hydraulikmedium versorgt wird. Jedoch kann dies sowie Details durchaus anderweitig gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.The wheels 3, 5 and the associated endless traction mechanism transmission can be lubricated via a spray oil channel 21 branching off from the storage space 19. This channel 21 also serves to lower the pressure in the reservoir 19 so that the hydraulic pump can suck. It should also be mentioned that in the exemplary embodiment according to FIG. 6 the hydraulic channel 13a running in the region of the support bearing unit 2 is supplied with hydraulic medium from the lower piston 16 of the piston pump 15 via the bore for the stud screw 57 shown. However, this as well as details can be designed in a different way without leaving the content of the claims.

Claims (9)

Brennkraftmaschine mit zumindest zwei räumlich getrennt voneinander angeordneten Nockenwellen (53, 54) sowie einer von der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle (52) angetriebenen Nockenwellen-Antriebsverstelleinheit (55), mit Hilfe derer die Phasenwinkel zumindest zweier Nockenwellen (53, 54) bezüglich der Kurbelwelle (52) voneinander verschiedenartig veränderbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Nockenwellen (53, 54) über ein endloses Zugmittelgetriebe (56) mit der als Vormontage-Einheit ausgebildeten, stirnseitig an das Brennkraftmaschinen-Gehäuse (58) anflanschbaren Antriebsverstelleinheit (55) verbunden ist.Internal combustion engine with at least two spatially separated camshafts (53, 54) and a camshaft drive adjustment unit (55) driven by the internal combustion engine crankshaft (52), by means of which the phase angles of at least two camshafts (53, 54) with respect to the crankshaft (52 ) can be changed differently from each other,
characterized in that at least one of the camshafts (53, 54) is connected via an endless traction mechanism (56) to the drive adjustment unit (55) which is designed as a preassembly unit and which can be flanged onto the end of the internal combustion engine housing (58). Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit zwei Zylinderbänken (51a, 51b) mit jeweils einer Einlaß-Nockenwelle (53) und einer Auslaß-Nockenwelle (54) dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverstelleinheit (55) im wesentlichen zwischen den Zylinderbänken (51a, 51b) angeordnet ist und daß von der Antriebsverstelleinheit (55) ausgehend ein erstes Zugmittelgetriebe (56) zu den beiden Einlaß-Nockenwellen (53) und ein zweites Zugmittelgetriebe (56) zu den beiden Auslaß-Nockenwellen (54) führt.Internal combustion engine according to claim 1 with two cylinder banks (51a, 51b), each with an inlet camshaft (53) and an outlet camshaft (54), characterized in that the drive adjustment unit (55) is arranged essentially between the cylinder banks (51a, 51b) and that starting from the drive adjustment unit (55), a first traction mechanism (56) to the two inlet camshafts (53) and a second traction mechanism (56) leads to the two exhaust camshafts (54). Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverstelleinheit (55) zwei Stützlagereinheiten (1, 2) für Räder (3, 4, 5) der Nockenwellenantriebe (Zugmittel-getriebe 56, Kuppelantrieb) sowie für (ein) Phasenwinkelverstellorgan(e) aufweist, wobei zumindest die vom Brennkraftmaschinen-Gehäuse (58) beabstandete Stützlagereinheit (2) über Stiftschrauben (57) am Brennkraftmaschinen-Gehäuse (58) befestigt ist.Internal combustion engine according to claim 1 or 2,
characterized in that the drive adjustment unit (55) has two support bearing units (1, 2) for wheels (3, 4, 5) of the camshaft drives (traction mechanism gear 56, coupling drive) and for (one) phase angle adjustment member (s), at least those of Internal combustion engine housing (58) spaced support bearing unit (2) is fastened to the internal combustion engine housing (58) by means of stud bolts (57). Brennkraftmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die dem Brennkraftmaschinen-Gehäuse (58) zugewandte Stützlagereinheit (1) direkt in einer zentrierenden Aufnahme (59) des Gehäuses (58) gelagert ist.Internal combustion engine according to claim 3,
characterized in that the support bearing unit (1) facing the internal combustion engine housing (58) is mounted directly in a centering receptacle (59) of the housing (58). Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Stützlagereinheit (1, 2) ein Abtriebsrad (3, 4) eines Nockenwellenantriebs (Zugmittelgetriebe 56, Kuppelantrieb) trägt, während sich ein durch die Kurbelwelle (52) angetriebenes Antriebsrad (5) der Antriebsverstelleinheit (55) auf den Abtriebsrädern (3, 4) abstützt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that each support bearing unit (1, 2) carries a driven wheel (3, 4) of a camshaft drive (traction mechanism 56, coupling drive), while a drive wheel (5) of the drive adjusting unit (55) driven by the crankshaft (52) rests on the driven wheels (3, 4) supports. Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Phasenwinkelverstellorgan zumindest eine konzentrisch innerhalb des Abtriebsrades (3, 4) und des Antriebsrades (5) längsverschiebbar gelagerte Verzahnungsmuffe (7, 7a, 7b) mit zumindest einer Schrägverzahnung (9a, 9b) aufweist, an der ein Hydraulikkolben (10) angreift, der in einem sich an der Stützlagereinheit (1, 2) abstützenden Hydraulikzylinder (12) geführt ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that the phase angle adjusting member has at least one toothed sleeve (7, 7a, 7b) mounted longitudinally displaceable concentrically within the driven wheel (3, 4) and the drive wheel (5) with at least one helical toothing (9a, 9b) on which a hydraulic piston (10 ) attacks, which is guided in a hydraulic cylinder (12) supported on the support bearing unit (1, 2). Brennkraftmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zueinander zwei Verzahnungsmuffen (7a, 7b) mit zugeordneten Hydraulikkolben (10) und Hydraulikzylindern (12) vorgesehen sind, die mit jeweils einem Abtriebsrad (3, 4) zusammenwirken.Internal combustion engine according to claim 6,
characterized in that two toothed sleeves (7a, 7b) with associated hydraulic pistons (10) and hydraulic cylinders (12) are provided coaxially with each other, each of which interacts with an output gear (3, 4). Brennkraftmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzahnungsmuffe (7) mit zwei Abtriebsrädern (3, 4) über voneinander verschiedenartige Schrägverzahnungen (9a, 9b) zusammenwirkt.Internal combustion engine according to claim 6,
characterized in that a toothed sleeve (7) interacts with two driven wheels (3, 4) via helical gears (9a, 9b) of different types. Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebsverstelleinheit (55) eine Kolbenpumpe (15) zur Bereitstellung des für den/die Hydraulikkolben (10)/Hydraulikzylinder (12) benötigten Hydraulikmediums vorgesehen ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that a piston pump (15) for providing the hydraulic medium required for the hydraulic piston (s) / hydraulic cylinder (12) is provided in the drive adjusting unit (55).
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