DE1110946B

DE1110946B - Selbsttaetige Umsteuereinrichtung fuer Brennkraftmaschinen, insbesondere fuer Zweitakt-Dieselmotoren

Info

Publication number: DE1110946B
Application number: DEV17304A
Authority: DE
Inventors: Christian Fries
Original assignee: Veb Dieselmotorenwerk Rostock LLC
Current assignee: Veb Dieselmotorenwerk Rostock LLC
Priority date: 1959-09-24
Filing date: 1959-09-24
Publication date: 1961-07-13

Description

Selbsttätige Umsteuereinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Zweitakt-Dieselmotoren Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Umsteuereinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Zweitakt-Dieselmotoren, bei der zwischen dem Antriebszahnrad und dem Ritzel auf der Nockenwelle ein innen und außen schrägverzahnter beweglicher Zahnkranz angeordnet ist und beim Umsteuervorgang von voraus auf zurück oder umgekehrt durch axiales Verschieben des Zahnkranzes in eine seiner beiden Endstellungen die Nockenwelle um einen bestimmten Winkel gedreht und demzufolge nur jeweils ein Nokken für beide Drehrichtungen benötigt wird.
Bei einer bekanntgewordenen derartigen Umsteuereinrichtung wird die für die Verschiebung des Zahnkranzes benötigte Verstellkraft dadurch erzeugt, daß ein mitumlaufender Servokolben entweder von der einen oder anderen Seite mit Öl beaufschlagt wird, welches über die Lager der Nockenwelle gesteuert bzw. zugeführt wird. Eine einwandfreie Funktion dieser Umsteuerung ist aber nur so lange gewährleistet, als das Lagerspiel, welches gleichzeitig gegen den Steueröldruck abdichten muß, noch gering ist. Hernach treten sehr leicht Störungen auf. Ein weiterer Nachteil ist, daß im Stillstand des Motors die angehängte ölpumpe kein öl mehr fördert und somit der Servomotor nicht mit öl beaufschlagt wird und auch nicht umsteuern kann.
Erfindungsgemäß werden die aufgeführten Nachteile dadurch ausgeschaltet, daß durch an sich bei Verwendung von Schrägverzahnungen bekannte Ausnutzung der auftretenden Axialkraft zur Erreichung von Axialverschiebungen der Zahnkranz selbsttätig in eine der Endstellungen verschoben wird und daß der Steigungswinkel sowohl der Innen- als auch der Außenverzahnung des Zahnkranzes so gewählt ist, daß Selbsthemmung eintritt und der Zahnkranz in den Endlagen beharrt.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt der Umsteuervorrichtung; Abb. 2 zeigt die Nockenverstellung.
Auf der Steuer- oder Nockenwelle 4 ist ein mit Schrägverzahnung, im vorliegenden Beispiel mit Rechtssteigung, versehenes Ritze13 aufgekeilt. Mit diesem im Eingriff steht mit allen seinen Zähnen ein mit Innenverzahnung versehener Zahnkranz 2, der an seinem äußeren Umfang gleichfalls eine Schrägverzahnung, diese aber mit Linkssteigung aufweist. Die äußere Verzahnung des Zahnkranzes 2 steht wiederum mit allen seinen Zähnen mit der Innenverzahnung des Antriebsrades 1 im Eingriff. Das Antriebsrad 1 kann als Zahnrad oder als Kettenrad ausgebildet sein und steht mit der Kurbelwelle direkt oder über ein Zwischenrad in Verbindung. Der Zahnkranz 2 kann sich in axialer Richtung frei bewegen und wird durch die Begrenzungsstücke 5, die zu beiden Seiten des Antriebsrades 1 angeordnet sind, am unzulässigen Ausweichen gehindert.
Um auf möglichst kleinem Raum eine große Axialkraft zu erzeugen, ist die Anordnung so gewählt, daß gegenläufig Schrägverzahnungen angeordnet sind, wodurch die Axialkraft aus der Umfangskraft P verdoppelt wird. Außerdem wird durch die Gegenläufigkeit der Verzahnungen erreicht, daß das Zahnritzel auf jeden Fall selbsthemmend in der Endlage beharrt.
In der gezeigten Abb. 1 wird der Erfindungsgegenstand in Vorausfahrt, also im Uhrzeigersinn, dargestellt. Dabei erhält der Zahnkranz 2 von der Umfangskraft P über seine Innen- und Außenschrägverzahnungen eine Axialkraft A übermittelt, wodurch er in die linke Endlage der Zeichnung gedrückt wird.
Die Verstellkraft wird durch die Wahl des Steigungswinkels so groß, daß die Keilwirkung zum Verdrehen der Nockenwelle 4 in genügender Stärke vorhanden ist, so daß die Verschiebung in axialer Richtung und damit der Umsteuervorgang mit genügender Sicherheit erfolgt.
Außerdem wird hierdurch sowie durch die Wahl des Steigungswinkels eine Selbsthemmung erreicht, so daß durch die Nockenstöße ein »Flattern« nicht hervorgerufen werden kann. Dadurch, daß alle Zähne im Eingriff sind, ist die Flächenbelastung des einzelnen Zahnes sehr gering, so daß weder Eindrücke noch irgendeine Abnutzung hervorgerufen werden.
Beim Umsteuervorgang wird die Kurbelwelle durch die dem neuen Drehsinn entsprechend zugeführte Anlaßluft beispielsweise im Rückwärtsgang gedreht; damit dreht sich auch das Antriebsrad 1 nun entgegen dem Uhrzeigersinn. Die von der Umfangskraft P erzeugte Axialkraft A wirkt jetzt, wie gezeichnet, von links nach rechts, wobei sich wieder die Kräfte innen und außen addieren. Dadurch wandert der Zahnkranz 2 augenblicklich vollkommen selbsttätig in die rechte Endlage. Während dieses Vorganges bleibt die Nockenwelle 4 noch stehen und wird erst, wenn der Zahnkranz 2 die rechte Endlage erreicht hat, im neuen Drehsinn mitgenommen. Dadurch hat sich die Nockeneinstellung, wie Abb. 2 darstellt, um den Winkel a verändert und die für den Rückwärtsgang erforderliche Einstellung eingenommen. Es ist einleuchtend, daß der Winkel a durch den zurückzulegenden Weg des Zahnkranzes 2 bestimmt wird.
Durch Verändern dieses Weges läßt sich Winkel a weitgehend den Erfordernissen anpassen.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Begrenzungen 5 derart auszubilden, daß sie während des Laufes verändert werden können, so daß sich auch der Winkel a ändert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Selbsttätige Umsteuereinrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Zweitakt-Dieselmotoren, bei der zwischen dem Antriebszahnrad und dem Ritzel auf der Nockenwelle ein innen und außen schrägverzahnter beweglicher Zahnkranz angeordnet ist und beim Umsteuervorgang von voraus auf zurück oder umgekehrt durch axiales Verschieben des Zahnkranzes in eine seiner beiden Endstellungen die Nockenwelle um einen bestimmten Winkel gedreht und demzufolge nur jeweils ein Nocken für beide Drehrichtungen benötigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch an sich bei Verwendung von Schrägverzahnungen bekannte Ausnutzung der auftretenden Axialkraft zur Erreichung von Axialverschiebungen der Zahnkranz (2) selbsttätig in eine der Endstellungen verschoben wird und daß der Steigungswinkel der Innen- sowie auch der Außenverzahnung des Zahnkranzes (2) so gewählt ist, daß Selbsthemmung eintritt und der Zahnkranz (2) in den Endlagen beharrt.
2. Umsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstellungen des Zahnkranzes (2) bestimmende Anschläge (5) während des Betriebes einstellbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 696 348; österreichische Patentschrift Nr. 114 310.