DE10102767A1 - Steuertrieb für Ventile einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Steuertrieb für Ventile einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Nockenwelle, welche in zwei Nockenwellenhälften (24, 26) geteilt ist, wobei zwischen den Nockenwellenhälften (24, 26) ein Nockenwellenzahnrad angeordnet ist. Hierbei ist zwischen den Nockenwellenhälften (24, 26) ein hydraulischer Nockenwellenversteller (28) angeordnet, welcher als Axiallager für die jeweiligen Nockenwellenhälften (24, 26) ausgebildet ist, wobei jede Nockenwellenhälfte (24, 26) eine Hydraulikfluidverbindung (34, 36) über das jeweilige Axiallager (62) zum Nockenwellenversteller (28) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Steuertrieb für Ventile einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Nockenwelle, welche in zwei Nockenwellenhälften geteilt ist, wobei zwischen den Nockenwellenhälften ein Nockenwellenzahnrad angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Brennkraftmaschinen mit variablen Steuerzeiten durch ein entsprechendes Nockenwellen-Verstellsystem können Ventilöffnungszeiten bzw. Ventilschließzeiten besser dem hochdynamischen Gaswechselprozeß angepaßt werden. Zu den Vorteilen variabler Steuerzeiten zählen vor allem eine hinsichtlich der Verluste optimierte Gaswechselschleife, eine verbesserte Zylinderfüllung sowie die Möglichkeit der internen Abgasrückführung im Teillastgebiet durch eine entsprechend große Ventilüberschneidung.

Aus der DE 198 40 659 A1 ist ferner ein Steuertrieb bekannt, welcher mittig auf den Nockenwellen sitzende Nockenwellenzahnräder aufweist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuertrieb der obengenannten Art bzgl. Bauraumbedarf ohne Leistungsverluste zu verbessern, so daß dieser auch in Brennkraftmaschinen mit hohen Zylinderzahlen, wie beispielsweise 18 Zylindern, ohne aufwendige Änderungen am Motor selbst, verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Steuertrieb der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen den Nockenwellenhälften ein hydraulischer Nockenwellenversteller angeordnet ist, welcher als Axiallager für die jeweiligen Nockenwellenhälften ausgebildet ist, wobei jede Nockenwellenhälfte eine Hydraulikfluidverbindung über das jeweilige Axiallager zum Nockenwellenversteller aufweist.

Dies hat den Vorteil, daß auf einfache und kostengünstige Weise eine stufenlose Phasenverstellung von wenigstes 40° Kurbelwinkel mit geringem Bauraumbedarf zur Verfügung steht, so daß an existierenden Motoren mit Mittenabtrieb nur geringe Modifikationen bzw. Anpassungen zum Einbau des erfindungsgemäßen Steuertriebes notwendig sind. Ferner dient das Hydraulikfluid durch Zu- bzw. Abfluß über die Axiallager gleichzeitig als Schmiermedium für diese Axiallager.

Für einen möglichst geringen Bauraumbedarf ist das Nockenwellenzahnrad in den Nockenwellenversteller integriert und bevorzugt ist der Nockenwellenversteller als Flügelzellenversteller ausgebildet. Der Flügelzellenversteller weist ein Flügelrad und ein Flügelzellenrad auf, wobei das Flügelrad fünf oder sechs Flügel bzw. das Flügelzellenrad fünf oder sechs Flügelzellen aufweist.

Eine besonders kompakte und bauraumsparende Anordnung ohne Leistungsverlust erzielt man dadurch, daß der Flügelzellenversteller folgende Geometrie aufweist: Wandstärke 3 mm; Außendurchmesser 66 mm; Innendurchmesser 34 mm bis 36 mm; Breite 21 mm bis 24 mm, insbesondere 22 mm; Wirkfläche pro Flügel 315 mm² bis 384 mm², insbesondere 330 mm², 360 mm², 336 mm² oder 372 mm²; Wirkdurchmesser 25 mm bis 26 mm, insbesondere 25,5 mm.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Nockenwellenversteller über ein jeweiliges Endstück mit einer jeweiligen Nockenwellenhälfte verbunden, wobei in jedem Endstück eine Hydraulikfluidverbindung zwischen Nockenwellenhälfte und Nockenwellenversteller ausgebildet ist. Hierbei ist bevorzugt ein Endstück in einen Innenraum einer jeweiligen Nockenwellenhälfte eingeschoben. Bei zwei einem Nockenwellenversteller zugeordneten Endstücken ist zweckmäßigerweise bei einem Endstück die Hydraulikfluidverbindung außen und bei dem entsprechenden anderen Endstück die Hydraulikfluidverbindung innen ausgebildet.

Es sei darauf hingewiesen, daß im Rahmen der gesamten Offenbarung unter dem Begriff Nockenwellenhälfte nicht eine exakte geometrische Teilung in zwei identische Hälften gemeint ist, vielmehr sind hierunter auch von einer exakten hälftigen Teilung abweichende Maße für die beiden Teile einer Nockenwelle zu verstehen.

Zweckmäßigerweise ist bei jeder Anordnung aus Endstücken und Nockenwellenversteller eine Zentralschraube vorgesehen, welche den Nockenwellenversteller mit den zugehörigen seitlich angeordneten Endstücken verspannt.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Zylinderkopf mit einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuertriebes in einer Schnittansicht in Höhe eines Kettenschachtes des Zylinderkopfes,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang Linie B-B von Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang Linie C-C von Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang Linie F-F von Fig. 1,

Fig. 5 einen Nockenwellenversteller in Form eines Flügelzellenverstellers für einen erfindungsgemäßen Steuertrieb in perspektivischer Ansicht,

Fig. 6. den Flügelzellenversteller von Fig. 5 in einem Längsschnitt,

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang Linie A-A von Fig. 6,

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang Linie G-G von Fig. 6,

Fig. 9 eine Seitenansicht der Zylinderkopfhaube auf einen Ventilflansch im Bereich eines Kettenschachtes,

Fig. 10 die Zylinderkopfhaube von Fig. 9 in einer Schnittansicht entlang der Linie E-E von Fig. 9,

Fig. 11 die Zylinderkopfhaube von Fig. 9 in einer Ansicht auf die Ebene Y-Y von Fig. 10,

Fig. 12 ein Endstück einer Nockenwelle des erfindungsgemäßen Steuertriebes gemäß Fig. 1 bis 4 in perspektivischer Ansicht,

Fig. 13 das Endstück von Fig. 12 in einer Ansicht in Richtung Pfeil H von Fig. 12,

Fig. 14 das Endstück von Fig. 12 in einer Schnittansicht entlang Linie K-K von Fig. 13,

Fig. 15 ein Ventilflanschgehäuse für einen erfindungsgemäßen Steuertrieb in Seitenansicht,

Fig. 16 das Ventilflanschgehäuse von Fig. 15 in einer Ansicht in Richtung Pfeil L von Fig. 15,

Fig. 17 das Ventilflanschgehäuse von Fig. 15 in einer Schnittansicht entlang Linie M-M von Fig. 15,

Fig. 18 einen Kettenschachtdeckel in perspektivischer Ansicht,

Fig. 19 eine Zylinderbank einer Brennkraftmaschine mit erfindungsgemäß ausgebildetem Steuertrieb in einer ersten Phase des Zusammenbaus in perspektivischer Ansicht,

Fig. 20 die Zylinderbank von Fig. 19 einer Brennkraftmaschine mit erfindungsgemäß ausgebildetem Steuertrieb in einer zweiten Phase des Zusammenbaus in perspektivischer Ansicht und

Fig. 21 die Zylinderbank von Fig. 19 einer Brennkraftmaschine mit erfindungsgemäß ausgebildetem Steuertrieb in einer dritten Phase des Zusammenbaus in perspektivischer Ansicht.

Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft anhand eines direkteinspritzenden W18-Ottomotors mit mehreren Zylinderbänken erläutert. Die Fig. 19 bis 21 zeigen eine Zylinderbank 10 in perspektivischer Ansicht mit einem Kettenschacht 12, in dem sich ein Mittenabtrieb für eine Ventilsteuerung befindet, einem Kettenschachtdeckel 14, einem Zylinderkopf 16 und einem Zylinderkopfdeckel bzw. einer Zylinderkopfhaube 18. Der Zylinderkopf 10 umfaßt eine Einlaßseite 20 sowie eine Auslaßseite 22 und es ist eine Einlaßnockenwelle sowie eine Auslaßnockenwelle in dem Zylinderkopf 16 angeordnet, deren Konturen sich an dem Zylinderkopfdeckel 18 gemäß Fig. 20 und 21 abzeichnen.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Ansichten des erfindungsgemäßen Steuertriebes im Bereich des Kettenschachtes 12. Nockenwellen sind jeweils im Bereich des Kettenschachtes 12 in eine erste Nockenwellenhälfte 24 und eine zweite Nockenwellenhälfte 26 geteilt. In diesem Teilungsbereich ist jeweils ein Nockenwellenversteller 28 in Form eines Flügelzellenverstellers mit den beiden Nockenwellenhälften 24, 26 über jeweils ein Endstück 30 bzw. 32 verbunden. Die Endstücke 30, 32 sind in die jeweilige Nockenwellenhälfte eingeschoben und an dem der jeweiligen Nockenwellenhälfte 24, 26 abgewandten Ende mit dem Flügelzellenversteller 28 verbunden.

Für die jeweiligen Nockenwellenhälften bilden die Flügelzellenversteller 28 jeweilige Axiallager aus, d. h. die dem Flügelzellenversteller 28 zugewandte Endfläche der Nockenwellenhälften 24, 26 stützen sich unter Zwischenschaltung des Flügelzellenverstellers 28 in der Zylinderkopfhaube 18 ab, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich. Die Flügelzellenversteller 28 umfassen, wie auch aus Fig. 6 bis 8 ersichtlich, ein Flügelzellenrad 46 sowie ein Flügelrad 44 mit Flügeln 42, die in jeweilige Flügelzellen 48 des Flügelzellenrades 46 greifen und dabei jeweilige Flügelzellen 48 in zwei Kammern aufteilen.

Die Endstücke 30, 32 weisen, wie zusätzlich aus Fig. 12 bis 15 ersichtlich, jeweils umlaufende Nuten 34 und Kanäle 36 für eine Ölzufuhr bzw. Ölabfuhr für die Flügelzellenversteller 28 auf. Die Nuten 34 stehen in fluidleitender Verbindung mit entsprechenden Ölkanälen 38 (Fig. 2, 4) im Zylinderkopfdeckel 18 und die Kanäle 36 stehen in fluidleitender Verbindung mit entsprechenden Ölversorgungskanälen 50, 52 im Flügelzellenversteller 28, wie aus Fig. 6 bis 8 ersichtlich. Hierbei weist ein Endstück 30 eine äußere Ölversorgung und das andere Endstück 32 eine innere Ölversorgung auf, so daß über das eine Endstück 30 eine Seite der Flügel 42 des Flügelrades 44 (Fig. 7) und über das andere Endstück 32 eine gegenüberliegende Seite der Flügel 42 des Flügelrades 44 mit Öldruck beaufschlagbar sind. Mit anderen Worten werden über die Endstücke 30, 32 die von den Flügeln 42 gebildeten Kammern in den Flügelzellen 48 getrennt mit Hydrauliköl versorgt. Je nach Verstellrichtung erfolgt somit über eine der Nockenwellenhälften 26 bzw. 24 die Ölzufuhr und über die entsprechend andere Nockenwellenhälfte 24 bzw. 26 die Ölabfuhr. Das verdrängte, rücklaufende Öl läuft dabei über einen Ventilflansch 58 in den Kettenschacht 12. Die Fig. 12 bis 14 veranschaulichen ein Endstück 30 mit äußerer Ölversorgung, während das andere Endstück 32 mit innerer Ölversorgung lediglich aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich ist.

Wie sich weiter aus den Fig. 2 bis 4 ergibt, sind die Endstücke 30, 32 und der zugehörige Flügelzellenversteller 28 über eine Zentralschraube 54 miteinander verspannt.

Die externe Ölversorgung bzw. Steuerung der Flügelzellenversteller 28 mittels Öldruck über die Ölkanäle 38 im Zylinderkopf 18 erfolgt über ein Ventilflanschgehäuse 56 (Fig. 1, 4), welches über den Ventilflansch 58 (Fig. 1) am Zylinderkopfdeckel 18 angeflanscht ist. Die genauere Ausbildung des Ventilflanschgehäuses 56 ist aus den Fig. 15 bis 17 ersichtlich. Das Ventilflanschgehäuse 56 umfaßt eine Öffnung 60 zum Einstecken eines 4/2-Wege- Proportionalventils 40 (Fig. 21) sowie entsprechende Ölkanäle, welche an einer ventilflanschseitigen Fläche 62 des Ventilflanschgehäuses 56 Öffnungen aufweisen, die entsprechend jeweiligen Öffnungen im Ventilflansch 58 angeordnet sind. Da in einer Zylinderbank zwei Flügelzellenversteller 28 anzusteuern sind, nämlich je einer für die Nockenwellenhälften der Auslaßventile und für die Nockenwellenhälften der Einlaßventile, sind, wie aus Fig. 17 ersichtlich, in einem Ventilflanschgehäuse 56 zwei Öffnungen 60 für die 4/2-Wege-Proportionalventile 40 ausgebildet.

Aus der detaillierten Darstellung des Zylinderkopfdeckels bzw. der Zylinderkopfhaube 18 gemäß Fig. 9 bis 18 ist der Ventilflansch 58 ersichtlich. Ferner sind aus Fig. 10 die Axiallager 62 für die Nockenwellenhälften ersichtlich. Fig. 11 veranschaulicht u. a. eine verbreiterte Auflage 64 für den Kettenschachtdeckel 14, wobei in der verbreiterten Auflage 64 Nuten 66 ausgebildet sind, die eine Druckölverbindung von dem Ventilflansch 58 zu den Endstücken 30, 32 an der Auslaßseite 22 der Zylinderkopfhaube 18 herstellen. Wie sich weiter aus Fig. 18 ergibt, ist der Kettenschachtdeckel 14 mit einer Ausbuchtung ausgebildet, um entsprechenden Bauraum für die Flügelzellenversteller 28 zur Verfügung zu stellen. Ferner dichtet der Kettenschachtdeckel 14 die Nuten 66 in der Auflage 64 ab.

Drucköl zum Betätigen des Flügelzellenverstellers 28 ist an verschiedenen Stellen des Motors vorhanden. Zur ausreichenden Versorgung des Verstellers 28 ist es besonders bevorzugt, das Öl nahe einer Ölpumpe zu beziehen. Ein kritischer Punkt bei der Ölversorgung ist der sog. Heißleerlauf, bei dem der Motor von hoher Belastung auf Leerlauf zurückgefahren wird. Das heiße Öl hat eine geringere Dichte und kann so engere Spalten durchfließen. Deshalb ist der Heißlauf durch sehr geringen Öldruck im System gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Flügelzellenversteller 28 sind sechs Kammern vorgesehen mit einem maximalen Außendurchmesser von 72 mm. Der Verstellwinkel beträgt zwischen 40° und 45° Kurbelwinkel. Zur Bauraumoptimierung ist das Kettenrad in den Versteller 28 integriert. Die Anordnung des Verstellers 28 erfolgt in der Kettenspur. Die Versorgung von Ventilen 40 (Fig. 21) mit Motoröldruck (0,5-5 bar) erfolgt über eine Zusatzleitung von der Ölgalerie des Zylinderkopfes 16 her. An die Versteller 28 wird das Öl über die Nuten 66 (Fig. 11) in der Dichtfläche 64 des Kettenschachtdeckels 14 geführt. Über die Nockenwellenlager auf beiden Seiten des Kettenschachtes 12 gelangt das Öl in die Nockenwellen 24, 26, die es an den Versteller 28 weiterleiten. Durch Dichtringe in den Nockenwellenlagern wird ein zu starker Ölverlust vermieden. Für eine kontinuierliche Lagerschmierung sind die Nockenwellenlager weiterhin mit Öl über die Ölgalerie des Zylinderkopfes 16 versorgt. Für die Steuerung der zwei Versteller 28 sind Nockenwellen-OT- Sensoren an Einlaß- und Auslaßnockenwelle vorgesehen. Die Steuerung wird bevorzugt durch Motorsteuergeräte übernommen. Beim Motorstart befindet sich die Auslaßnockenwelle zweckmäßigerweise in der Position früh. Die Verstellung der Einlaß- und Auslaßnockenwellen erfolgt stufenlos. Die Flügelzellenversteller 28 werden bei eingebauter Kette (nicht dargestellt) in dem Kettenschacht 12 montiert. Der Reibschluß an den Nockenwellen ist sicher gegen Verdrehen. Die Verstellgrenzen sind an die Motorgeometrie angepaßt bzw. es ist die Kolbengeometrie zu verändern (Ventilfreigang). Ein ausreichender Öldruck am Versteller 28 wird durch ausreichende Leitungsquerschnitte, geringe Leckage und eine gut ausgelegte Ölpumpe sichergestellt. Hier wird die Auslegung derart getroffen, daß auch der Heißleerlauf (dünnes Öl, geringe Pumpendrehzahl) kein Problem darstellt.

Dadurch, daß der Ventilflansch 58 an der Einlaßseite 20 vorgesehen ist, erzielt man wenig Bauteile für den Motor, da an der Einlaßseite 20 bei allen drei Zylinderbänken des Motors ausreichender Bauraum für den Ventilflansch 58 und das aufgesetzte Ventilflanschgehäuse 56 zur Verfügung steht. Somit ist die Ausbildung des Ventilflansches 58 sowie des Ventilflanschgehäuses 56 für alle drei Zylinderbänke gleich. Die Montage der Ventile 40 kann auf zwei Arten erfolgen. Eine Möglichkeit ist, die Ventilsitze und Leitungen direkt in die Zylinderkopfhaube 18 zu integrieren. Auf diese Weise können Undichtigkeiten vermieden werden. Fertigungstechnisch bevorzugt ist die zweite Möglichkeit. Hier ist für die Montage der Ventile 40 das Ventilflanschgehäuse 56 vorgesehen, wie aus Fig. 15 bis 17 ersichtlich ist. Dieses Ventilflanschgehäuse 56 nimmt die Ventile 40 auf und leitet das Öl über Nuten 66 an der Dichtfläche 64 zwischen Ventilflansch 58 und Zylinderkopfhaube 18 zu den Versorgungsbohrungen. Die Dichtfläche 64 ist zweckmäßigerweise mit einer Metalldichtung versehen, die die einzelnen Leitungen gegeneinander und den gesamten Flansch 58, 56 gegen die Umgebung abdichtet. Die Ölzufuhr des Systems erfolgt beispielsweise vom Kurbelgehäuse her über gesonderte Leitungen. In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Versorgungsbohrungen im Kurbelgehäuse direkt ausgebildet. Der Eingang für den Ölstrom in das Ventilflanschgehäuse 56 (vgl. Fig. 15 bis 17) ist die Bohrung an der Seite. Von dort wird das Öl an die Pumpenseite beider Proportionalventile 40 in der Mitte geleitet. Die Proportionalventile 40 verteilen das Öl auf die jeweiligen Steuerleitungen. Der Rückfluß in den Tank erfolgt über Bohrungen direkt in den Kettenschacht 12, von wo es abgeführt wird. Bei der Konstruktion des Ventilflanschgehäuses 56 bzw. des Ventilflansches 58 sind möglichst wenig Bohrungen in der Zylinderkopfhaube 18 vorgesehen. Durch das Zusammenfassen von einzelnen gleichartigen Leitungen, wie Pumpenseite und Tankseite, sind nur wenige kompliziert zu fertigende Bohrungen zu erstellen.

Wie bereits zuvor erwähnt, werden die Nockenwellen 24, 26 dazu genutzt, das Drucköl zu den Verstellern zu leiten. Hierzu wird das Öl über die Nockenwellenlager den Nockenwellen 24, 26 zugeführt und über die Stirnfläche der reibschlüssigen Verbindung zwischen Nockenwelle 24, 26 und Versteller 28 an diese geleitet. Bei der Nockenwelle 24, 26 handelt es sich um eine gebaute Nockenwelle. Nocken und Lagerringe werden auf ein Rohr aufgebracht, indem das Rohr durch plastische Verformung von innen aufgeweitet wird. Ausgangspunkt für die Herstellung der Nockenwelle ist ein Rohr mit Standardmaßen. Die Länge wird der herzustellenden Nockenwelle angepaßt. Die Befestigung der Nocken und Lagerringe erfolgt durch plastische Verformung des Rohres. Die Nocken werden dabei positioniert und fixiert. Mittels einer Sonde werden die Bereiche unter den Nocken und Lagerschalen mit Öldruck beaufschlagt, so daß sich Rohr und Bauteile verformen.

Meßaufnehmer registrieren die Verformung. Es wird nun genau so viel Druck aufgebracht, daß sich die Nocken und Lagerringe noch elastisch verformen, das Rohr jedoch schon eine plastische Verformung erfährt. Nach Entfernen des Öldrucks ziehen sich die Bauteile stärker zusammen als das Rohr. Es entsteht Reibschluß zwischen den Bauteilen und dem Rohr, der ausreicht, die Nocken dauerhaft gegen Verdrehen zu sichern. Wichtig für die Festigkeit des Reibschlusses ist die Breite der reibschlüssigen Verbindung. Bei zu geringer Bauteilbreite kann die Verbindung nicht genügend Kraft übertragen. Ein weiterer zu beachtender Punkt ist, daß die zur Fertigung verwendete Sonde an ihrer Spitze einen bestimmten Freigang benötigt, damit die Dichtungen, die den aufgebrachten Öldruck halten sollen, sicher auf der Sonde montiert sind. Bei bisher für derartige Motoren verwendeten Nockenwellen ergibt sich jedoch das Problem, daß die Breite der Endstücke 30, 32 nicht ausreichend ist, um Öl durch die Nockenwelle zu leiten. Herkömmliche Endstücke sind außen über die Nockenwelle geschoben. Hierbei ist eine Ölleitung durch das Endstück in ausreichender Größe nicht zu integrieren. Eine Änderung des Endstückes ist jedoch nicht möglich, da die Mindestgröße der Reibfläche und der Freigang der Sonde zu beachten sind. Daher wird erfindungsgemäß ein wesentlich verändertes Endstück vorgesehen. Durch die Montage der Endstücke 30, 32 in das Nockenwellenrohr hinein, lassen sich die Endstücke 30, 32 jeweils so ausführen, daß sowohl die Ölleitungen zum Versteller integrierbar sind, als auch die Lagerflächen so angeordnet werden können, daß eine ausreichende Versorgung des Axiallagers sichergestellt ist. Die Endstücke 30, 32 werden in das Rohr der Nockenwelle eingeschrumpft, nachdem die Nocken montiert sind. Das Rohr kann nach Montage der Nocken gekürzt werden, wodurch das Endstück 30, 32 länger werden darf. Einzige Bedingung ist ein Mindestabstand zwischen Nocken und Lager von 5 mm, damit das Endstück und Rohr zusätzlich mittels Laserschweißen verschweißt werden können. Der Vorteil dieser Lösung ist die Tatsache, daß die bisher tragende Lagerseite erhalten bleibt. Die zur Lagerversorgung verwendeten Bohrungen am Zylinderkopf 16 können weiterhin verwendet werden. Außerdem kann das Öl aus dem Radiallager gleichzeitig für das Axiallager verwendet werden, bevor es in den Kettenschacht 12 gelangt. Der Bereich des Steueröldrucks für den Versteller 28 ist mit Ringen radial gedichtet.

Bezüglich des Zylinderkopfes 16 ist im Bereich des Kettenschachtes 12 im Vergleich zu herkömmlichen W18-Motoren etwas mehr Platz geschaffen. Dies ist allein durch Nacharbeiten herkömmlicher Zylinderköpfe 16 möglich. Im Zylinderkopf wird ein Sitz für den Versteller 28 geschaffen, um die Montage zu erleichtern. Die Versteller 28 sollen genau so viel Platz haben, um sich in der Einbaulage frei zu bewegen. Für einen einfachen Einbau darf der Versteller 28 jedoch nicht vollständig durch den Kettenschacht 12 passen. Der Kettenschachtdeckel 14 ist bezüglich herkömmlicher Kettenschachtdeckel im wesentlichen breiter, das Flanschbild ist der neuen Verschraubung mittels der Schrauben der Zylinderkopfhaube 18 angepaßt.

Der Ablauf der Montage wird am Beispiel einer Zylinderbank 10 anhand der Fig. 19 bis 21 erläutert. Durch den Mittelabtrieb bedingt, ist der Steuertrieb samt Ketten vor dem Zylinderkopf 16 zu montieren. Nach Montage des Zylinderkopfes 16 befindet sich die Kette (nicht dargestellt) lose im Kettenschacht 12. Nun werden die Versteller 28 bzw. Kettenräder montiert. Fig. 19 zeigt diesen Zustand, jedoch ohne Kette. Da die Versteller 28 nur wenig in den Zylinderkopf hineinragen, kann die Kette über die Kettenräder gelegt werden, sobald diese in den Kettenschacht 12 gestellt sind. Aufgrund der Sitze für die Kettenräder im Zylinderkopf 16, stehen die Kettenräder aufrecht im Kettenschacht und fallen nicht in den Schacht. Nun wird die Zylinderkopfhaube 18 aufgesetzt. Die Nockenwellen 24, 26 sind vormontiert. Bei aufgesetzter Zylinderkopfhaube 18 können sie noch in axialer Richtung verschoben werden. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die Rollenschlepphebel nicht verkanntet sein dürfen. Die axiale Bewegung darf also nicht zu groß sein. Das Axiallager zwischen Versteller 28 und Zylinderkopfhaube 18 erfordert eine vorsichtige Montage der Haube 18.

Jetzt werden Nockenwellen 24, 26 und Versteller 28 bzw. Kettenrad in ihre Endlagen gebracht. Mit einem Montagehaken werden die Versteller angehoben, die Nockenwellen 24, 26 werden nach innen geschoben. Dabei werden Nockenwellenlineale verwendet, die die Positionierung der Nockenwellen 24, 26 sicherstellen. Ist der Versteller 28 radial richtig positioniert, werden die Nockenwellen 24, 26 in die Endlagen geschoben. Diese Prozedur erfolgt jeweils für Einlaß- und Auslaßseite. Sind die Nockenwellen und die Versteller zusammengesteckt, wird die Zylinderkopfhaube 18 verschraubt (Fig. 20).

Sind alle drei Zylinderköpfe auf diese Weise vorbereitet, wird der Ventiltrieb zur Kurbelwelle ausgerichtet. Hierzu wird der Zylinder 1 auf Zünd-OT gestellt. Die Nockenwellenlineale positionieren die Nockenwellen für diesen Fall. Die Versteller sind durch einen Stift gegen Verdrehen gesichert. Sobald alle Komponenten positioniert sind, werden die Nockenwellen miteinander und dem Versteller verschraubt. Die dabei entstehende reibschlüssige Verbindung besitzt eine Sicherheit gegen Verdrehen von 1,7 bei einem angenommenen Spitzenmoment der Nockenwelle von 40 Nm, bevorzugt ist jedoch eine Sicherheit gegen Verdrehen von 2,3.

Eine Verbesserung der Montage kann noch durch die Verwendung von Lagerböcken zur Nockenwellenlagerung erreicht werden. Außerdem stellt sich eine Verbesserung der Reibleistung der Lager ein, da die Lagerdurchmesser verringert werden können.

Abschließend werden Kettenschachtdeckel 14 samt Dichtung und der Ventilflansch 56, 58 samt Dichtung und Ventilen montiert (Fig. 21).

Der Vorteil des zuvor beschriebenen Montageablaufes liegt in der genauen und einfachen Positionierung der Nockenwellen. Fehlstellungen der Nockenwellen sind ausgeschlossen, da die Nockenwellenlineale nur in einer Einbauposition und Winkellage verwendet werden können. Von diesem bewährten Prinzip muß bei der neuen Lösung bei Verwendung der Versteller 28 nicht abgewichen werden.

Claims (9)

1. Steuertrieb für Ventile einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Nockenwelle, welche in zwei Nockenwellenhälften (24, 26) geteilt ist, wobei zwischen den Nockenwellenhälften (30, 32) ein Nockenwellenzahnrad angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Nockenwellenhälften (24, 26) ein hydraulischer Nockenwellenversteller (28) angeordnet ist, welcher als Axiallager (62) für die jeweiligen Nockenwellenhälften (24, 26) ausgebildet ist, wobei jede Nockenwellenhälfte (24, 26) eine Hydraulikfluidverbindung (34, 36) über das jeweilige Axiallager (62) zum Nockenwellenversteller (28) aufweist.

2. Steuertrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenwellenzahnrad in den Nockenwellenversteller (28) integriert ist.

3. Steuertrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenwellenversteller (28) als Flügelzellenversteller ausgebildet ist.

4. Steuertrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelzellenversteller (28) ein Flügelrad (44) und ein Flügelzellenrad (46) aufweist, wobei das Flügelrad (44) fünf oder sechs Flügel (42) bzw. das Flügelzellenrad (46) fünf oder sechs Flügelzellen (48) aufweist.

5. Steuertrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelzellenversteller (28) folgende Geometrie aufweist, Wandstärke 3 mm; Außendurchmesser 66 mm; Innendurchmesser 34 mm bis 36 mm; Breite 21 mm bis 24 mm, insbesondere 22 mm; Wirkfläche pro Flügel 315 mm² bis 384 mm², insbesondere 330 mm², 360 mm², 336 mm² oder 372 mm²; Wirkdurchmesser von 25 mm bis 26 mm, insbesondere 25,5 mm.

6. Steuertrieb nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenwellenversteller (28) über ein jeweiliges Endstück (30, 32) mit einer jeweiligen Nockenwellenhälfte (24, 26) verbunden ist, wobei in jedem Endstück (30, 32) eine Hydraulikfluidverbindung (34, 36) zwischen Nockenwellenhälfte (24, 26) und Nockenwellenversteller (28) ausgebildet ist.

7. Steuertrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei einem Nockenwellenversteller (28) zugeordneten Endstücken (30, 32) bei einem Endstück (30) die Hydraulikfluidverbindung (34, 36) außen und bei dem entsprechenden anderen Endstück (32) die Hydraulikfluidverbindung (34, 36) innen ausgebildet ist.

8. Steuertrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endstück (30, 32) in einen Innenraum einer jeweilige Nockenwellenhälfte eingeschoben ist.

9. Steuertrieb nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Anordnung aus Endstücken (30, 32) und Nockenwellenversteller (28) eine Zentralschraube (54) vorgesehen ist, welche den Nockenwellenversteller (28) mit den zugehörigen seitlich angeordneten Endstücken (30, 32) verspannt.