DE68901803T2

DE68901803T2 - System zur regelung des differenzwinkels einer angetriebenen und einer antreibenden welle.

Info

Publication number: DE68901803T2
Application number: DE8989401043T
Authority: DE
Inventors: Alain Francois Claude Ingold
Original assignee: Sachs Huret SA
Current assignee: Sachs Huret SA
Priority date: 1988-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2009-04-15
Also published as: EP0337894B1; FR2630178B1; ES2032123T3; WO1993014302A1; FR2630178A1; US5159904A; EP0337894A1; DE68901803D1

Description

Die vorliegende Erfindung hat ein System zur Regelung des Differenzwinkels wenigstens einer angetriebenen Welle in bezug auf eine antreibende Welle in einem Explosionsmotor oder einem solchen mit innerer Verbrennung zum Gegenstand.
Bei einem Explosionsmotor oder einem solchen mit innerer Verbrennung ist es notwendig, während seines Betriebes einen Synchronismus insbesondere der Steuerung des Öffnens und des Schließens der Ventile und/oder der Einspritzung mit der Bewegung der Kolben zu gewährleisten. Dieser Synchronismus wird im allgemeinen mittels einer Steuerkette genannten Kette erreicht, die, drehangetrieben durch ein mit der Kurbelwelle einstückig ausgebildetes Ritzel, selbst entweder eine Nockenwelle, die das Öffnen und Schließen der Ventile gewährleistet, oder ein Element einer Einspritzpumpe antreibt.
Ein Kettenspanner sichert die Spannung der Kette und das Nachstellen des aufgrund von Verschleiß auftretenden Spiels.
Man weiß im übrigen, daß es nützlich ist, den Differenzwinkel der angetriebenen Wellen in bezug auf die antreibende Welle als Funktion der Motordrehzahl variieren zu können. Eine derartige Variation erlaubt es, den Wirkungsgrad zu verbessern und die Schadstoffemission aufgrund eines Austrages von unvollständig verbranntem Gas zu reduzieren.
Die Regelung des Differenzwinkels der Welle, die das Öffnen und das Schließen der Ventile steuert, findet gewisse Lösungen im Stand der Technik und genauer in dem französischen Patent 2 529 617, das für die Einstellung der Verteilung und/oder Einspritzung eine Welle vorsieht, daß deren Winkelposition mittels eines Blockes aus Ritzeln mit schräg liegenden Zahnungen geregelt werden kann, die untereinander in Zahneingriff sind.
Bei anderen Vorrichtungen ist das Antriebsritzel der Nockenwelle aus einer mit der Nockenwelle fest verbundenen Nabe und einem Zahnring aufgebaut, der von der Nabe abgetrennt und mit der letzteren entweder über eine hydraulische Kupplung oder über einen Planetenzahnradmechanismus in Verbindung ist, so daß man eine Winkelversetzung zwischen diesem Zahnring und der an der Welle befestigten Nabe herstellen kann.
Das Schutzrecht DE-A-3 509 094 beschreibt eine Vorrichtung zum Antreiben wenigstens einer angetriebenen Welle 3, 4, auf Basis einer antreibenden Welle 2, mit einem Übertragungsglied mit geschlossenem Wirkungsweg konstanter Länge, welches einen losen Gurtabschnitt, auf dem ein erstes Spannstück wirkt, und wenigstens einen straffen Gurtabschnitt, auf dem ein entsprechenden Spannstück wirkt, begrenzt, wobei die Spannstücke Hydraulik-Spannstücke sind, die jedes eine Kammer 21 aufweisen, welche durch ein unter Druck stehendes Steuerfluid über Leitungen 22, 23 oder 24 gespeist wird.
Der Differenzwinkel variiert als Funktion des Volumens des Fluides unter Druck, das in den verschiedenen Kammern enthalten ist. Dieses impliziert, daß wenigstens eine Kammer sich leeren muß. 0bwohl in dem Schutzrecht DE-A- 3 509 094 nicht im Detail ausgeführt ist, auf welche Weise dieses Leeren durchgeführt wird, ist es offensichtlich, daß dieses zu tun ist.
Die Tatsache, daß eine einzige Leitung die Quelle für unter Druck stehendes Fluid mit jeder der Kammern verbindet, hat eine komplexe Vorrichtung für die Steuerung der Zufuhr an Fluid zur Folge, deren Funktionsweise wenig verläßlich ist.
Diese bekannten Vorrichtungen zeigen viele Unzulänglichkeiten, unter ihnen die Komplexität, die sie wenig verläßlich macht, und erhöhte Herstellungskosten. Weiterhin ist ihr Raumbedarf beträchtlich, während die Plätze, an denen sie angeordnet werden müssen, beschränkt sind.
Derartige Vorrichtugen zeigen gleichermaßen eine wichtige Unzulänglichkeit, die, daß sie schwierig zu führen sind. Tatsächlich erlauben sie es, die Einstellug der angetriebenen Welle in bezug auf die antreibende Welle zwischen zwei Extrempositionen zu variieren, ohne daß es möglich ist, Zwischenpositionen zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, ein Verfahren zum Regeln des Differenzwinkels von wenigstens einer angetriebenen Welle, die von einer antreibenden Welle drehangetrieben wird, in einem Motor mit innerer Verbrennung vorzuschlagen, welches von einfachem Aufbau, zuverlässiger Funktionsweise und folglich der Mängel der existierenden Vorrichtungen behoben ist.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Vorrichtung zum Antreiben wenigstens einer angetriebenen Welle, auf Basis einer antreibenden Welle, zum Gegenstand, mit einem Übertragungsglied mit geschlossenem Wirkungsweg konstanter Länge, welches einen losen Gurtabschnitt, auf den ein erstes Spannstück wirkt, und wenigstens einen straffen Gurtabschnitt, auf den ein entsprechendes Spannstück wirkt, begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstück hydraulische Klappenspannstücke sind, die jede eine Kammer aufweisen, welche kontinuierlich mit einer unter Druck stehenden Steuerfluid gespeist wird und mit Auslaßeinrichtgen versehen ist, die von einer Ablaufsteuerungseinheit zum Variieren der Winkeldifferenz der angetriebenen Welle in bezug auf die antreibende Welle gesteuert sind.
Eine derartige Vorrichtung erlaubt es, eine Regelung des Differenzwinkels insbesondere einer Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle in einem Explosionsmotor oder einem solchen mit innerer Verbrennung auf eine einfache, verläßliche, präzise und wenig Raum beanspruchende Weise zu erhalten, da die Vorrichtung zwischen den unterschiedlichen sich drehenden Wellen angeordnet ist.
Nach anderen Kennzeichen:
- umfassen die Auslaßeinrichtungen jedes Spannstückes ein Elektroventil EV stromabwärts eines Ausganges der Kammer und eine variable Drosselung R, die stromabwärts des Elektroventils und stromaufwärts eines Auslaßbehälters angeordnet ist;
- umfaßt die Steuereinheit einen Eingang, der mit Aufnebmern für Funktionsparameter des Motors verbunden ist, einen Mikroprozessor und einen Ausgang, der an die Auslaßeinrichtungen Steuersignale aussendet;
- schickt die Steuereinheit sequentiell Steuersignale an die Auslaßeinrichtungen, die zuerst das Elektroventil EV1 des/der zu verkürzenden Gurtabschnittes/Gurtabschnitte öffnen, wobei dann das Elektroventil EV2 des/der zu verlängernden Gurtabschnittes/Gurtabschnitte geschlossen wird, wobei dann wieder die zuvor geöffneten Elektroventile geschlossen werden, um die Einstellung in der gewünschten Position zu blockieren und wobei während der Öffnungssequenz die Drossel/Drosseln zum Regeln der Geschwindigkeit der Verkürzung des/der zu verkürzenden Gurtabschnittes/Gurtabschnitte geregelt werden;
- weisen die mit der Steuereinheit verbundenen Aufnehmer Aufnehmer für Moment, Geschwindigkeit, Druck in dem Einströmrohr, Temperatur der ausströmenden Gase, Gehalt an Stickoxid oder andere auf;
- ist die angetriebene Welle A1 eine Nockenwelle oder eine Welle zum Drehantreiben einer Einspritzpumpe;
- ist das Element mit geschlossenem Wirkungsweg eine Rollenkette, die mit von den Wellen A getragenen Zahnrädern zusammenwirkt;
- ist das Element mit geschlossenem Wirkungsweg konstanter Länge ein Treibriemen, der mit Riemenscheiben zusammenwirkt;
- ist der Treibriemen gezahnt und sind die Riemenscheiben gezahnt;
- ist das unter Druck stehende Fluid zum Steuern der Spannstücke das unter Druck stehende Schmiermittel des Motors, und der Auslaß findet zurück in das Gehäuse eines Explosionsmotors oder eines solchen mit innerer Verbrennung statt;
- ist das unter Druck stehende Fluid zum Steuern der Spannstücke ein Fluid verschieden vom Schmiermittel des Motors, und der Auslaß findet zurück in ein Gehäuse unabhängig vom Explosionsmotor oder dem mit innerer Verbrennung statt.
Die Erfindung wird hiernach genauer mit bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
- Fig. 1 eine Vorrichtung mit einer angetriebenen Welle und einer antreibenden Welle darstellt, die durch einen gemeinsamen Gurt mit konstanter Länge, so wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, angetrieben sind;
- Fig. 2 schematisch in einer ersten Position eine Vorrichtung für die Regelung des Differenzwinkels einer angetriebenen Welle in bezug auf eine antreibende Welle gemäß der Erfindung darstellt;
- Fig. 3 eine solche Vorrichtung in einer anderen Position darstellt;
- Figuren 4A und 4B eine Schnittansicht eines Klappenspannstückes darstellen jeweils in einer Ruheposition und in einer Arbeitsposition, so wie es in der Erfindung verwendet wird;
- Fig. 5 ein Ablaufdiagramm für das Führen einer Vorrichtung mit angetriebener Welle und mit antreibender Welle gemäß der Erfindung darstellt;
- Fig. 6 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit zwei angetriebenen Wellen und einer antreibenden Welle und ihrem zugeordneten hydraulischen Kreis darstellt; und
- Fig. 7 eine Vorrichtung mit drei angetriebenen Wellen und einer antreibenden Welle und der zugeordneten hydraulischen Vorrichtung darstellt;
- Fig. 8 schematisch die Elemente darstellt, die die elektronische Steuerung der Auslaßeinrichtungen bilden;
- Figuren 9A und 9B die Änderungen der Position der Elektroventile EV1 und EV2 und der Spannstücke T1 und T2 in zwei Einstellungsfolgen des Differenzwinkels der angetriebenen Welle in bezug auf die antreibende Welle darstellen;
- Fig. 10 das Flußdiagramm darstellt, das die Funktionsweise des Programmes des Mikroprozessors beschreibt, der in der elektronischen Steuerung der Auslaßeinrichtungen enthalten ist.
In der Figur 1 hat man eine Vorrichtung zum Drehantreiben einer Nockenwelle für das Öffnen und das Schließen von Ventilen in einem Explosionsmotor, so wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, dargestellt. Diese Vorrichtung 10 umfaßt eine antreibende Welle 12 als Kurbelwelle, die mit einer Kette 16 auf eine solche Weise zusammenwirkt, daß sie eine angetriebene Welle 14 als Nockenwelle antreibt. Dieser Antrieb findet über Ritzel statt, die fest mit den Wellen verbunden sind, aber zur Vereinfachung wird durch eine einzige Bezugsziffer die Welle und das damit fest verbundene Ritzel bezeichnet werden.
In dieser Vorrichtung arbeitet der Kettenabschnitt 18 stromaufwärts der Kurbelwelle in bezug auf den durch den Pfeil 22 symbolisierten Drehsinn auf Zug, und er wird straffer Gurt genannt. Der Kettenabschnitt 20, der stromabwärts der Kurbelwelle angeordnet ist, wird loser Gurt genannt.
Ein Spannungssystem für die Kette 24, gebildet aus einer gegen den losen Gurt der Kette gedrückte Kufe 26, gewährleistet über einen Stellantrieb 28 das Nachstellen des Anfangsspiels und das aufgrund von Verschleiß. Die Kufe 26 kann aus einem drehbar in bezug auf eine Achse 30 angebrachten Blatt bestehen, so daß es die Wirkung eines Hebels ausübt.
Für die folgende Beschreibung wird der Stellantrieb 28 Spannstück genannt, wobei man von der Kufe 26 abstrahiert.
In derselben Figur hat man durch 0 und 0' die Position von Markierungen bezeichnet, die von den Wellen 12 und 14 getragen sind. Man stellt fest, daß bei dieser Vorrichtung das Drehen der Kurbelwelle 12 die Kette treibt, die selbst die Nockenwelle 14 in Drehung versetzt, wobei dieser Übertragungstyp einen perfekten Synchronismus gewährleistet, jedoch eine feste Einstellung der Winkelposition der Nockenwelle als Funktion der Winkelposition der Kurbelwelle.
In der Figur 2 hat man eine Vorrichtung 32 gemäß der Erfindung dargestellt, die eine Kurbelwelle V, eine angetriebene Welle A1, eine Kette 16 mit einem losen Gurt BM und einem straffen Gurt BT aufweist. Diese Vorrichtung umfaßt gleichermaßen ein Spannstück T1, das mit dem losen Gurt zusammenwirkt, ebenso wie ein zweites Spannstück T2, das mit dem straffen Gurt BT zusammenwirkt.
Man hat in den Figuren 2 und 3 die jeweiligen Anfangspositionen und diejenigen mit maximaler Winkelversetzung dargestellt, ebenso wie den entsprechenden hydraulischen Kreis.
Der hydraulische Kreis umfaßt eine Zufuhr für Fluid unter Druck mittels der Ölpumpe P des Explosionsmotors, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Das unter Druck stehende Öl tritt somit in die Spannstücke T1 und T2 durch Zuleitungen 60 ein. Stromabwärts der Spannstücke ordnet man Elektroventile EV1 und EV2 an, weiter stromabwärts dieser Elektroventile ordnet man Drosselungen R1 und R2 an. Am Ausgang dieser Drosselungen kehrt das Fluid in das Ölgehäuse 62 zurück, das stromaufwärts der Ölpumpe P angeordnet ist.
Vorab ist es notwendig, den verwendeten Typ des Spannstückes zu beschreiben.
Ein derartiges Spannstück ist in Einzelheiten in der Patentanmeldung EP-A-0 280 600 der Anmelderin beschrieben worden, die früher hinterlegt worden ist als die vorliegende Anmeldung, jedoch nach der Hinterlegung dieser letzteren veröffentlicht worden ist.
Ein solches Spannstück weist einen Stellantriebkörper 38 auf, in dem ein Kolben 40 so gleitet, daß er eine Kammer 42 definiert. Der Kolben 40 weist eine doppelte Senkung 46 und 48 auf, um mit der Innenwand des Körpers 38 eine Kammer 44 zu definieren. Der Kolben umfaßt weiterhin einen zentralen und längs verlaufenden Kanal 50 in Kommunikation mit der Kammer 44 über eine Öffnung 52. Am unteren Ende des Kolbens, der mit dem Körper 38 die Kammer 42 definiert, hat man eine Klappe 54 angeordnet, die es erlaubt, den Durchlaß zwischen dem längs verlaufenden Kanal 50 und der Kammer 42 zu steuern. Diese Klappe 54 ist dazu gedacht, den Durchlaß vom Kanal 50 in die Kammer 42 zu erlauben, wobei jedoch der Abschluß im entgegengesetzten Umlaufsinne gewährleistet ist.
Am anderen Ende des Kanals 50 ist eine Ausgangsbohrung 56 vorgesehen, die ein Entweichen von Öl und somit gleichzeitig die Schmierung der Kette erlaubt.
Andererseits ist der Stellantriebskörper 38 an seinem unteren Teil mit einem Ausgang 58 versehen.
Dieser Körper 38 des Stellantriebs umfaßt gleichermaßen eine Öffnung 60, die die Zufuhr von unter Druck stehendem Fluid aus der Kammer 44 gewährleistet.
Die Wirkungsweise dieser hydraulischen Vorrichtung ist die folgende: in dem Zustand der Vorrichtung, der in der Figur 2 dargestellt ist, speist die Ölpumpe unter Druck die Kammern 42 der Spannstücke T1 und T2, und die Elektroventile EV1 und EV2 sind jeweils in geschlossener und offener Stellung. Somit steht die Kammer 42 des Spannstückes T1 unter Druck. Somit steht die Kammer 42 des Spannstückes T1 unter dem Druck, der von der Pumpe P geliefert wird, während die Kammer 42 des Spannstückes T2 im wesentlichen auf Atmosphärendruck ist, denn das Elektroventil EV2 ist offen und erlaubt den Austrag von von der Pumpe geschicktem Fluid zum Motorgehäuse 62.
Die Drosselungen R1 und R2 sind vom steuerbaren Typ und erlauben es, nach und nach als Funktion der Geschwindigkeit des Motors den Ablaß des Druckes zu variieren, der zuvor in den Kammern 72 der Spannstücke T1 und T2 eingerichtet worden ist. In der in der Figur 2 dargestellten Anfangsposition ist die Drosselung R2 in der sich nach und nach öffnenden Position, 59 daß das Spannstück T2 keine Kräfte auf den straffen Gurt BT der Kette 16 ausübt. Die Drosselung R1 ist in der nach und nach geschlossenen Stellung.
In der Figur 3 hat man die Vorrichtung in ihrer Position der maximalen Änderung der Winkeldifferenz zwischen der angetriebenen Welle A1 und der Kurbelwelle V dargestellt.
Um es dem Spannstück T2 zu erlauben, einen maximalen Druck auf den straffen Gurt BT auszuüben, mußte vorher das Spannstück T1 in die zurückgezogene Position geleitet werden. Zu diesem Zweck bringt der hydraulische Kreis, der die zwei Spannstücke T1 und T2 mit Druck aus dem Auslaß der hydraulischen Pumpe P gespeist hatte, die Elektroventile EV1 und EV2 in Folge (erst EV1, dann EV2) in die umgekehrten Positionen zu denen, die in der Figur 2 dargestellt sind, in denen nämlich das Elektroventil EV1 offen und das Elektroventil EV2 geschlossen sind. Die Drosselungen Rl und R2 sind dann jeweils in den nach und nach offenen und geschlossenen Positionen, die Drosselung R1 in der nach und offenen Position erlaubt den Durchlaß von Fluid in Richtung auf das Motorgehäuse 62.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann gleichermaßen in Wechselwirkung betrieben sein, d. h. mit Hilfe einer elektronischen Steuereinheit, die mittels Aufnehmern einen oder mehrere Betriebsparameter des Motors aufzeichnet und die als Funktion dieser Parameter eine progressive und konstante Änderung der Phasenverschiebung oder Winkelversetzung bewirkt, um auf die optimale Regelung anzusprechen, die zuvor in dieser Einheit gespeichert worden ist. Wenn dieses Optimum erreicht ist, beispielsweise für eine mittlere Versetzung zwischen O' und O'', schließt die Steuereinheit das Elektroventil EV1, was den Ablauf beendet.
Eine derartige elektronische Steuereinheit ist in dieser Figur 2 dargestellt, wo auf sie mit 63 Bezug genommen ist. Sie empfängt durch die Verbindung 64 die Äderungen der Motordrehzahl, die mittels des Aufnehmers 66 registriert werden, der unter Berücksichtigung des gespeicherten Verlagerungswertes, der für eine optimale Betriebweise des Motors mit Innerer Verbrennung notwendig ist,über die Verbindungen 68 und 70 Signale zum Führen der Elektroventile EV1, EV2 und der Drosselungen R1 und R2 sendet.
In der Figur 5 hat man durch eine Grafik, die Funktionsabfolgen der unterschiedlichen Elemente des hydraulischen Schaltkreises dargestellt, nämlich der Spannstücke T1 und T2, der Drosselungen R1 und R2, der Elektroventile EV1 und EV2, ebenso wie die Position der elektrischen Kontakte, die sie steuern. Diese Darstellung ist als Funktion der Motordrehzahl erstellt worden, für den Fall, daß eine Nockenwelle einfach direkt durch die Kurbelwelle angetrieben ist. Die Vorrichtung umfaßt daher einzig und allein zwei Spannstücke und die zugeordneten hydraulischen Elemente.
Wie in der Grafik der Figur 5 dargestellt, entspricht der Kontakt C1 der Steuerung des Elektroventiles EV1, und dieser Kontakt ist offen, wenn die Motordrehzahl beispielsweise zwischen 0 und 1200 Upm liegt, das Elektroventil EV1 befindet sich im geschlossenen Zustand. Das Spannstück empfängt den gesamten Druck und befindet sich wieder im Zustand 1, d. h. es übt eine Kraft auf die Kette aus. Was die Drosselungen betrifft, so sind sie von vornherein im geschlossenen Zustand, wenn der Motor angehalten ist, und vollständig offen, wenn der Motor auf voller Drehzahl von 5200 Upm ist.
Parallel dazu ist der elektrische Kontakt C2 des Elektroventils EV2 geschlossen, was zum Öffnen des Elektroventils führt und was den Austrag von Fluid unter Druck aus der Kammer 42 des Spannstückes sichert, das keinen Druck mehr beispielsweise zwischen 0 und 1200 Upm ausübt, während die Drosselung eine sehr starke Verzögerung des Entweichens des Öls aus der Kammer des Spannstückes gewährleistet. Beispielsweise bei 1200 Upm kann man das Schließen des Kontaktes des Spannstückes T1 vorsehen, was zum Öffnen des Elektroventiles EV1 des Spannstückes T1 führt, der Druck, der durch dieses ausgeübt wird, wird sich bis auf einen Wert 0 verringern, wobei die Drosselung eine Verzögerung des Entweichens des Fluides aus der Kammer des Spannstückes gewährleistet.
Auf eine symmetrische Weise und daran anschließend übt das Spannstück T2 auf die Kette einen Druck aus, um die Wirkung des Spannstückes T1 zu kompensieren, und zu diesem Zweck wird der Kontakt C2 geöffnet, was das Elektroventil EV2 schließt und was die Kammer 42 des Spannstückes T2 unter Druck setzt. Bei 1200 Upm gibt es daher eine Änderung der Winkeldifferenz der Nockenwelle in bezug auf die Kurbelwelle, wobei diese Nockenwelle die Verlagerung bis beispielsweise 3200 Upm aufrecht erhält, wo man beispielsweise auf die anfänglichen Verlagerungswert zurückkehrt, d. h. eine Verlagerung von 0 zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle. Jeder andere Wert der Verlagerung und/oder der Geschwindigkeitsschwelle kann gewählt werden. Das Beispiel ist absichtlich für das gute Verständnis vereinfacht worden. Im letzten Bereich von 3200 Upm bis 5200 Upm stellt man fest, daß die Drosselung sich weiterhin geöffnet hat, so daß das Fluid schneller ausgetragen werden kann, unter der Berücksichtigung, daß die Wirkungen der Spannstücke auf die Kette in kürzeren Zeitbereichen durchgeführt werden müssen.
Das Diagramm erläutert die Abläufe als Funktion von Geschwindigkeiten, jedoch kann für jeden Motortyp und gemäß der Wirkungsgradkennlinien, die untersucht sind, eine Steuerung der Führung der Drosselung auf unterschiedliche Weise gewählt werden, um die unterschiedlichen Parameter wie beispielsweise Moment oder Geschwindigkeit zu vereinigen. Ebenso kann der Variationsbereich der winkelmäßigen Phasenverschiebung, der beispielsweise bis 10º geht, als Funktion des Motortyps unterschiedlich sein. Innerhalb dieses Bereichs kann die Verlagerung durch Auswertung von Signalen, die von der Steuereinheit geliefert werden und als Funktion von Motorparametern wie:
- Moment, Geschwindigkeit, Druck in dem Einströmrohr, Temperatur der ausströmenden Gase, Gehalt an Stickoxide usw. begrenzt sein.
In der Figur 6 hat man eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, mit zwei angetriebenen Achsen A1 und A2, angetrieben durch eine gemeinsame Kurbelwelle V mittels einer gemeinsamen Kette 16.
In dieser Vorrichtung ist der straffe Gurt BT1 definiert durch den Abschnitt der Kette, der zwischen der Kurbelwelle V und der ersten angetriebenen Welle A1 angeordnet ist, auf den das Spannstück T2 wirkt. Der zweite straffe Gurt BT2 ist durch den Abschnitt der Kette definiert, der zwischen der ersten und der zweiten angetriebenen Welle angeordnet ist, auf den das Spannstück T3 wirkt, und der Abschnitt des losen Gurtes BM ist durch den Abschnitt der Kette definiert, der zwischen der zweiten angetriebenen Welle A2 und der Kurbelwelle V angeordnet ist, auf den das Spannstück wirkt.
Ein zugeordneter hydraulischer Schaltkreis weist für jedes Spannstück ein Elektroventil EV und eine Drosselung R auf, dessen Bezugszeichen identisch mit dem des Spannungsstückes ist. Ebenso wie oben beschrieben, werden die hydraulischen Kreise durch eine Ölpumpe P und ein Motorölgehäuse 62 vervollständigt.
Die Funktionsweise dieser Vorrichtung mit zwei angetriebenen Achsen, angetrieben durch dieselbe Kurbelwelle, erlaubt mehrere Regelungsarten:
- die gleichzeitige Verlagerung der zwei Wellen in bezug auf die Kurbelwelle und diese für den gleichen Winkelwert: in dem Fall, daß das Spannstück T3 nicht einwirkt, wird nur das Spannstück T1 unter Druck gesetzt, während das Spannstück T2 freigegeben wird, so daß die Spannung der Kette kompensiert und aufrecht erhalten wird, man erhöht somit die Länge des straffen Gurtes BT1 und verringert die Länge des losen Gurtes BM. Dies hat somit als Wirkung, daß gleichzeitig und um den gleichen Winkel in dem gleichen Sinne die Verlagerung der zwei angetriebenen Wellen in bezug auf die Kurbelwelle geändert wird;
- die Änderung der Winkelverlagerung der ersten angetriebenen Welle A1 in bezug auf die Kurbelwelle, wobei die anfängliche Verlagerung der zweiten angetriebenen Welle A2 in bezug auf dieselbe Kurbelwelle aufrecht erhalten wird: in diesem Fall bleibt die Länge des losen Gurtes unverändert, ebenso wie die Position des Spannstückes T1, während man auf die Spannstücke T2 und T3 einwirkt. Tatsächlich wirkt man auf die Spannstücke T2 und T3 so, daß die Länge des straffen Gurtes BT1 erhöht wird, und man verringert die Länge des straffen Gurtes BT2, was eine Winkelversetzung der ersten angetriebenen Welle in bezug auf die Kurbelwelle hervorruft, ohne Modifizierung der Regelung der zweiten angetriebenen Welle A2;
- die Änderung der Winkelverlagerung der zweiten angetriebenen Welle A2 in bezug auf die Kurbelwelle ohne Modifikation der anfänglichen Verlagerung der ersten angetriebenen Welle A1: in diesem Fall wirken nur die Spannstücke T1 und T2 ein, das Spannstück T3 wird unter Druck gesetzt, um die Länge des straffen Gurtes BT2 zu erhöhen, und das Spannstück T1 sieht seinen Druck verringert, um die Länge des losen Gurtes BM zu verringern. Somit unterliegt die angetriebene Welle A2 einer Winkelverlagerung, ohne daß die erste angetriebene Welle A1 einer Verlagerung in bezug auf seine anfängliche Einstellung unterliegt;
- die gleichzeitige Veränderung der Einstellung der zwei angetriebenen Wellen A1, A2 in bezug auf die Kurbelwelle um einen für jeden der zwei angetriebenen Wellen unterschiedlichen Wert: In diesem Fall werden die drei Spannstücke so betrieben, daß die Länge der zwei straffen Gurte BT1 und BT2 erhöht werden, während die Länge des losen Gurtes BM um den Betrag verringert wird, der der Verlängerung der zwei straffen Gurte entspricht.
Die Funktionsweise des hydraulischen Kreises ist dieselbe wie zuvor, nämlich daß die Elektroventile EV1, EV2, EV3 vollständig oder gar nicht bei Öffnung arbeiten und daß man die Austragsleistung mit Hilfe von Drosselungen verzögert, die stromabwärts dieser Elektroventile angeordnet sind, die selbst so regelbar sind, daß sie Zwischenpositionen einnehmen können. Wenn diese Position eingenommen ist, blockiert man das Spannstück durch Schließen des Elektroventils.
In der Figur 7 hat man eine Ausführungsform dargestellt, gemäß der die Vorrichtung drei angetriebene Wellen umfaßt, beispielsweise zwei Nockenwellen und eine Welle für die Einspritzpumpe, angetrieben durch die gleiche Kurbelwelle mittels der gleichen Kette 16. In dieser Vorrichtung ist es gleichermaßen möglich, die Winkeleinstellung jeder Welle, zweier Wellen oder dreier Wellen zu regeln, unabhängig in bezug auf die Kurbelwelle, mit Hilfe von vier Spannstücken T1, T2, T3, T4, die jeweils am ersten straffen Gurt BT2, am losen Gurt BM, am straffen Gurt BT2 und am straffen Gurt BT3 angeordnet sind.
Die Funktionsweise ist identisch zu der der Vorrichtung, die in der Figur 6 dargestellt ist, es bleibt in einer derartigen Vorrichtung eine Amplitude des Spannstückes T1 vorzusehen, die ausreichend ist, um die Summe der Änderungen der Länge jeder der straffen Gurte kompensieren zu können.
In den unterschiedlichen dargestellten Ausführungsformen können die angetriebenen Wellen A1, A2 und A3 entweder Nockenwellen oder Wellen zum Drehantreiben der Einspritzpumpe sein.
In der Figur 8 hat man schematisch eine elektronische Steuereinheit 63 dargestellt, am Eingang verbunden mit einem Aufnehmer 79, der die Motorgeschwindigkeit erfaßt. Andere Aufnehmer für die Funktionsparameter können mit der Einheit 63, wie schon angegeben, verbunden werden.
Die Informationen 81, die von dem Aufnehmer 79 ausgesendet werden, werden in einer Schnittstelle Aufnehmer-Prozessor 80 empfangen, die mit einem Mikroprozessor 83 verbunden ist, welcher mittels eines Informationsverarbeitungsprogrammes Signale zu einer Schnittstelle Prozessor-Auslaßeinrichtung 85 schickt. Die Schnittstelle 85 sendet Steuersignale 86 und 87 in Form elektrischer Impulse an die Elektroventile EV1 und EV2 und an die regelbaren Drosselungen R1 und R2 zweier jeweiliger Spannstücke T1 und T2.
Die Signale 86, die die Elektroventile EV1 und EV2 steuern, bewirken den Übergang derselben aus der offenen Position in die geschlossene Position oder umgekehrt.
Die Signale 87 regeln das Öffnen der variablen Drosselungen R1 und R2.
Indem man sich auf die Figur 9A bezieht, stellt man fest, daß im Anfangszustand (Zeitpunkt 0) das Elektroventil EV1 geschlossen ist und, wobei die Kammer 42 des Spannstückes T1 unter Druck ist, der Kolben 40 desselben um eine Distanz vorgetrieben wird, welche Hub des Spannstückes genannt wird, das verlassen wird. Im Gegensatz dazu wird das Elektroventil EV2 geöffnet, und wenn der Auslaß stattgefunden hat, wird das Spannstück T2 zurückgezogen (sein Hub ist 0). Man befindet sich somit in der Position der Figur 2.
Wenn zu einem Zeitpunkt t1 die Parameter angeben, daß eine maximale Verlagerung notwendig ist, wird das Elektroventil EV1 geöffnet und der Hub des Spannstückes T1 verringert gemäß einem geradlinigen Abschnitt der entsprechenden Kurve, dessen Steigung durch die Regelung der variablen Drosselung R1 bestimmt ist, gesteuert durch die Steuereinheit. Der Hub wird nach Ablauf einer Zeit, die gleich t3-t1 ist, 0.
Zum Zeitpunkt t2, später als t1 und früher als t3, wird das Elektroventil EV2 geschlossen, was das unter Druck setzen der Kammer 42 des Spannstückes T2 und das Ausrücken desselben bewirkt, was durch einen Abschnitt der geneigten Gerade auf der entsprechenden Kurve dargestellt wird, wobei die Steigung dieses Abschnittes der Geraden eine Funktion der Geschwindigkeit des Abfalles im Druck der Kammer 42 ist. Es ist anzumerken, daß der lose Gurt in diesem Augenblick ausreichend entspannt ist, um es dem Spannstück T2 zu erlauben, auszurücken. Somit ist die Wirkung auf die Drosselung R1 derart, daß T1 zurückgezogen wird, bevor T2 vollständig ausgefahren ist (d. h. daß t3 vor t4 liegt).
In der Figur 9B hat man die Tätigkeit der Steuereinheit 63 der Figur 8 dargestellt, wobei diese Tätigkeit vor dem Zeitpunkt t3 unterbrochen wird. In diesem Fall wird die Unterbrechung zu einem Zeitpunkt t5 bewirkt, der nach t2, jedoch vor der Zeit t3 der Figur 9A liegt, was dem vollständigen Rückziehen des Spannstückes T1 entspricht. In diesem Fall sind die Hübe der Spannstücke T1 und T2 beide zwischen der zurückgezogenen Position oder der Ausrückposition und rücken eine Zwischenverlagerung zwischen der Anfangsverlagerung und der maximalen Verlagerung ein.
Das in der Figur 10 dargestellte Flußdiagramm erlaubt es festzustellen, daß das in den Mikroprozessor 83 der Figur 8 eingeschriebene Programm umfaßt:
- einen Schritt 90 der Initialisierung der Einstellposition,
- einen Schritt 91 des Lesens von Information, die von den Aufnehmern gegeben wird,
- einen Schritt 92 des Wählens der Position als Funktion der von den Aufnehmern gelieferten Information,
- einen Testschritt 93, der die tatsächliche Position mit der gewählten Position vergleicht. In dem Fall, in dem die zwei Positionen einander entsprechen, werden die von dem Aufnehmer gelieferten Informationen gegenüber der Phase 91 zu einer Schleife geschaltet. Wenn die zwei Positionen sich nicht entsprechen, geht das Programm zum nachfolgenden Schritt über,
- einen Schritt 94 der Änderung der Position der Einstellung,
- ein Testschritt 95 für den Motorhalt. Bei diesem Schritt verifiziert das Programm, ob der Motor angehalten ist. Wenn der Motor nicht angehalten ist, wird das Programm zum Schritt 91 in einer Schleife geführt. In dem Fall, wenn der Motor angehalten ist, geht das Programm zum nachfolgenden Schritt über, d. h.
- einem Schritt 96 des Schlusses des Programmes.
Die Erfindung, die gerade beschrieben worden ist, verwendet eine Kette, die auf Ritzeln im Zahneingriff ist, aber die Erfindung ist gleichermaßen auf Vorrichtungen anwendbar, die Zahnriemen und Zahnriemenscheiben verwenden, ebenso wie auf Vorrichtungen, die glatte Riemen und glatte Scheiben verwenden, unter der Bedingung, daß kein Gleiten zwischen den Riemen und den Scheiben auftritt.

Claims

1. Vorrichtung zum Antreiben wenigstens einer angetriebenen Welle (A1), auf Basis einer antreibenden Welle (V), mit einem Übertragungsglied mit geschlossenem Wirkungsweg konstanter Länge, welches einen losen Gurtabschnitt (BM), auf dem ein erstes Spannstück wirkt, und wenigstens einen straffen Gurtabschnitt (BT), auf dem ein Hydraulik-Spannstück wirkt, begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydraulik- Spannstück ein Rückschlagventil (54), eine Kammer (42), welche kontinuierlich mit einem unter Druck stehenden Fluid gespeist wird, wobei das Ventil (54) zwischen der Quelle und dem Eingang der Kammer angeordnet ist, Auslaßeinrichtungen mit einem Elektroventil stromabwärts eines Auslasses der Kammer und stromaufwärts eines Auslaßbehälters und Steuereinrichtungen für das Elektroventil aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßeinrichtungen eine variable Drosselung (R) aufweisen, die stromabwärts des Elektroventils und stromaufwärts des Auslaßbehälters (62) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen für das Elektroventil eine Ablaufsteuerungseinheit aufweisen, die mit dem Elektroventil verbunden ist, welches jedem Hydraulik-Spannstück für einen straffen Gurtabschnitt zugeordnet ist, um den Differenzwinkel einer angetriebenen Welle in bezug auf die antreibende Welle zu ändern, wobei die Steuereinheit einen mit Aufnehmern (79) für Funktionsparameter des Motors verbundenen Eingang (80), einen Mikroprozessor (83) und einen Ausgang (85) aufweist, der an die Auslaßeinrichtungen Steuersignale aussendet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit sequentiell Steuersignale an die Auslaßeinrichtungen schickt, welche zuallererst das Elektroventil (EV1) des/der zu verkürzenden Gurtabschnittes/Gurtabschnitte öffnen, wobei das Elektroventil (EV2) des/der zu verlängernden Gurtabschnittes/Gurtabschnitte geschlossen wird, wobei dann wieder die zuvor geöffneten Elektroventile geschlossen werden, um die Einstellung in der gewünschten Position zu blockieren, und wobei während der Öffnungssequenz die Drossel/Drosseln zum Regeln der Geschwindigkeit der Verkürzung des/der zu verkürzenden Gurtabschnittes/Gurtabschnitte geregelt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Steuereinheit verbundenen Aufnehmer Aufnehmer für Moment, Geschwindigkeit, den Druck in dem Einströmrohr, die Temperatur des ausströmenden Gases, den Gehalt an Stickoxid oder andere sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Welle (A1) eine Steuerwelle oder eine Welle zum Drehantreiben einer Einspritzpumpe ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit geschlossenem Wirkungsweg (16) eine Rollenkette ist, die mit von den Wellen (A) getragenen Zahnrädern zusammenwirkt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Element mit geschlossenem Wirkungsweg konstanter Länge ein Treibriemen ist, welcher mit Riemen scheiben zusammenwirkt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibriemen gezahnt ist und die Riemenscheiben gezahnt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Fluid zum Steuern der Spannstücke unter Druck stehendes Schmiermittel des Motors ist und der Auslaß zurück in das Gehäuse eines Explosionsmotors oder eines solchen mit innerer Verbrennung stattfindet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Fluid zum Steuern der Spannstücke ein Fluid verschieden vom Schmiermittel des Motors ist und der Auslaß zurück in ein Gehäuse unabhängig vom Explosionsmotor oder dem mit innerer Verbrennung stattfindet.