DE2501954B2

DE2501954B2 - Vorrichtung zum kuppeln von zwei umlaufenden koaxialwellen mit waehrend des betriebes veraenderbarer winkelversetzung, insbesondere fuer die betaetigung von steuerventilen fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2501954B2
Application number: DE19752501954
Authority: DE
Inventors: Stevan Billancourt Seine Miokovic (Frankreich)
Original assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Renault SA
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1975-01-18
Publication date: 1976-02-19
Also published as: GB1440053A; FR2258561B1; IT1027152B; JPS5324580B2; FR2258561A1; US3945221A; JPS50102751A; DE2501954A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln von zwei umlaufenden Koaxialwellen mit während des Betriebs veränderbarer Winkelversetzung, insbesondere für die Betätigung von Steuerventilen für Brennkraftmaschinen mit einer axial gegenüber den genannten Wellen verstellbaren Sehiebemuffe, die an Schwenkstücken derart angreift, daß eine Axialbewegung der Sehiebemuffe eine gegenseitige Winkelverdrehung der

beiden Wellen bewirkt.

Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung (vgl. FR-PS 9 81 997) sind als Schwenkstücke zur gegenseitigen Winkelverdrehung der beiden Welien mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Gleitsteine vorgesehen, die in zwei verschiedenen Durchmesserbereichen jeweils zwei Führungsflächen aufweisen. Die Führungsflächen jeweils eines Durchmessers sind spiralig verwunden, wobei die inneren Führungsflächen

ίο einen entgegengesetzten Verwindungssinn haben als die äußeren. Die inneren Führungsflächenwirken mit Spiralnuten der einen Welle zusammen, während die äußeren Führungsflächen mit in entgegengesetzter Spiralrichtung verlaufenden Schlitzen eines Zylinderkörpers zusammenwirken, der an das Ende der anderen Welle angesetzt ist. Die Gleitstücke weisen zwei über die Zylinderaußenfläche hervorstehende, in einer Ebene senkrecht zu den Weilenachsen verlaufende Führungsborde auf, an denen der Innenring eines Kugellagers zur Anlage kommt, dessen Außenring mit einer Sehiebemuffe verbunden ist. Diese bekannte Verstellvorrichtung hat mehrere Nachteile. Zum einen wird eine Vielzahl von Bauteilen benötigt, die schwierig herstellbar sind, da sie genau bearbeitet und exakt aufeinander abgestimmt werden müssen. An jedem der mehreren Gleitstücke sind insgesamt vier schraubenförmig verlaufende Führungsflächen auszubilden. Gleichermaßen sind in dem an das Ende der einen Welle anzusetzenden Zylinderkörper schraubenförmig verlaufende Langlöeher und in das Ende der anderen Welle spiralig verlaufende Führungsnuten einzuarbeiten. Die Kompliziertheit führt zu hohen Herstellkosten. Die Vielzahl der Reibungsflächen bedingt einerseits einen vorzeitigen Verschleiß mit der daraus resultierenden Ungenauigkeit oder andererseits nur eine geringe Belastbarkeit. Schließlich vermindern die vielen Reibungsflächen auch die Ansprechempfindlichkeit der Vorrichtung in erheblichem Maß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine Vorrichtung zum Kuppeln von zwei umlaufenden Koaxialwellen mit während des Betriebes veränderbarer Winkeiversetzung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei kompakter Bauart stärker belastbar und verschleißfester ist und die ferner eine hohe Ansprechempfindlichkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein drehfect mit einer der Wellen an ihrem Ende verbundenes Antriebskegelrad sowie zwei konische Zahnsegmente vorgesehen sind, die, einander gegenüberstehend, in das genannte Antriebskegelrad eingreifen und um eine Schwenkwelle schwenkbar angeordnet sind, die diametral an der anderen Welle angeordnet ist, daß ferner jedes konische Zahnsegment drehfest auf einem als Hebel ausgebildeten Schwenkstück angebracht ist, der einen Gabelkopf für einen an der Sehiebemuffe angebrachten Betätigungsfinger aufweist, und daß die Aufnahmen an Hebeln für die beiden Zahnsegmente einander gegenüberliegend beiderseits der genannten anderen Welle vorgesehen sind, so daß die Translationsbewegung der Sehiebemuffe gegenläufige Winkelbewegungen der konischen Zahnsegmente hervorruft, die eine Änderung der Winkelversetzung der beiden Wellen zur Folge haben. Diese Bauart führt zu einer hochbelastbaren, verschleißfesten Vorrichtung mit einer hohen Ansprechempfindlichkeit. Die Kraftübertragungsflächen, das sind im wesentlichen die Lagerflächen an der Schwenkachse, die Aufnahmen für

die Betätigungsfinger und die Kegelradverzahnungen, lassen sich mit nahezu beliebiger Genauigkeit in einer jederzeit beherrschbaren Fertigungstechnik herstellen. An diesen Flächen entsteht durch den Verstellvorgang

— etwa verglichen mit der vorbekannien Vorrichtung

- erheblich weniger Gleitreibung, was die Verschleißanfälligkeit vermindert und die Ansprechgenauigkeit andererseits erhöht. Die günstigen Lagerbelastungsverhältnisse gestatten schließlich auch eine verhältnhmäßig gedrängte Bauweise, da die Bauteile nicht überdimensioniert worden müssen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4 sind, sind im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Außenansicht der Vorrichtung,

Fig.2 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1, geschnitten längs der Linie H-II,

F i g. 3 eine Außenansicht aus der Richtung des Pfeils III in Fig. 1, _M

F i g. 4 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1, geschnitten längs der Linie IV-IV,

F i g. 5 eine Außeriansieht aus der Richtung des Pfeils V in F i g. 3,

Fig.6 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 5, geschnitten längs der Linie VI-VI,

Fig. 7 eine schematisierte perspektivische Ansicht eines der genannten Hebel,

Fig. 8 eine entsprechende Ansicht eines Zahnsegments,

F i g. 9 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 2, geschnitten längs der Linie IX-IX.

Die gezeichnete Kupplungsvorrichtung weist eine Antriebswelle 1 mit geradlinigen Längsnuten 2 auf, auf denen sich in Längsrichtung eine Betätigungsschiebemuffe 3 mit entsprechenden Nuten 3a verstellen läßt; die Schiebemuffe 3 wird durch die Nuten 3a drehfest mit der Welle 1 verbunden. Zur Längsverstellung der Schiebemufre 3 dient eine Gabel 4, und die Baugruppe Gabel-Schiebemuffe ist in üblicher Weise ausgebildet.

Durch das Ende 5 der Welle ί, das zwei einander gegenüberliegende ebene Flächen 6 aufweist, verläuft eine Schwenkwelle 7, die die Drehachse für zwei Hebel 8 und zwei konische Zahnsegmente 9 bildet, die beiderseits der Welle 1 angeordnet sind. Die Hebel 8 weisen einerseits jeweils eine rechteckige Aufnahme 10 auf, in die ein rechteckiges Endstück 9a des Zahnsegments 9 eingepaßt ist. Sie bilden andererseits einen Gabelkopf 11, der eine Aufnahme für einen an der Schiebemuffe angebrachten Betätigungsfinger darstellt.

Die Schwenkwelle 7, deren eines Ende in einen Kopf 13 ausläuft, trägt an ihrem anderen Ende ein Gewinde und nimmt dort eine Mutter 14 auf, die über eine Beilagscheibe 15 an der Welle abgestützt ist, so daß die Zahnsegmente 9 und die Hebel 8 jeweils eine Gruppe bilden, die um die Schwenkwelle 7 mit geringer Reibung schwenkbar ist, wobei zur Reibungsverminderung selbstschmierende Ringe 16 vorgesehen sind.

Die Zahnsegmente 9 stehen in Eingriff mit einem Antriebskegelrad 17, das drehfest mit der angetriebenen Welle 18 verbunden ist; das Kegelrad weist hierzu ein flaches Endstück 19 auf, das in einen Schlitz 20 am Ende der Welle 18 eingreift. An dem Antriebskegelrad ist außerdem eine Nabe 21 vorgesehen, die zentrisch auf dem zylindrischen Ende 22 der Antriebswelle 1 sitzt. Das Kegelrad 17 trägt nur in den Bereichen, in denen es mit den Zahnsegmenten 9 im Eingriff steht, eine Verzahnung.

Die Längsposition des Antriebskegelrades 17 gegenüber den mit ihm kämmenden Zahnsegmenten 9 wird durch einen Keil 23 gesichert. Dieser Keil liegt in einem zugeordneten Schlitz 24, der in der Nabe 21 des Kegelrades 17 angeordnet ist, und greift in eine am Ende 22 der Welle 1 vorgesehene Nut 25 ein. Wie aus F i g. 9 zu entnehmen ist, hat der Keil eine solche Form, daß er eine Winkelversetzung A zwischen dem Kegelrad 17 und dem Ende 22 der Antriebswelle 1 zuläßt. Der Keil wird in seiner Aufnahme durch einen Ring 26 gehalten, der durch eine Schraube 27 auf der Nabe 21 des Kegelrades gesichert ist.

Die Betätigungsfinger 12 sind auf zwei Haltern 28 angebracht, die seitlich an der Schiebemuffe befestigt sind und jeweils eine Bohrung 29 aufweisen, in der eine Welle 30 verstiftet ist, die eine mit dem Gabelkopf 11 des zugeordneten Hebels 8 im Eingriff stehende Rolle 31 trägt.

Die Kupplungsvorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Wenn man die Schiebemuffe 3 in einer der beiden möglichen Richtungen längs der Antriebswelle 1 mittels der Betätigungsgabel 4 verstellt, lassen die Rollen 31 der mit Gen Gabelköpfen 11 der Hebel 8 in Eingriff stehenden Betäiigungsfinger 12 üic liebe! S im gegenläufigen Sinne um die Schwenkwelle 7 schwenken; mit ihnen schwenken Hie Zahnsegmente 9. Diese wiederum lassen das Kegelrad 17 um die Antriebswelle 1 schwenken, und auf diese Weise erleidet die mit dem Kegelrad 17 fest verbundene angetriebene Welle 18 eine Winkelversetzung gegenüber der Antriebswelle 1, was bei der vorgesehenen Anwendung für einen Antrieb der winkelverstellbaren Nockenwelle eines Motors bedeutet, daß die Welle 18 die Nockenwelle darstellt. Die Gabel 4 kann dann mit allen bekannten Mitteln, die einen Antrieb der Welle 1 bedeuten, automatisch gesteuert werden, etwa vom Motorunterdruck oder von der Stellung der Drosselklappe. Diese Steuerung kann mechanisch, hydraulisch oder elektrisch erfolgen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

25 Ol 954 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kuppeln von zwei umlaufenden Koaxialwellen mit während des Betriebs veränderbarer Winkelversetzung, insbesondere für die Betätigung von Steuerventilen für Brennkraftmaschinen, mit einer axial gegenüber den genannten Wellen verstellbaren Schiebemuffe, die an Schwenkstücken derart angreift, daß eine Axialbewegung der Schiebemuffe eine gegenseitige Winkelverdrehung der beiden Wellen bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehfest mit einer (18) der Wellen (1, 18) an ihrem Ende verbundenes Antriebskegelrad (17) sowie zwei konische Zahnsegmente (9) vorgesehen sind, die, einander gegenüberstehend, in das genannte Antricbskegelrad pingreifen und um eine Schwenkwelle (7) schwenkbar angeordnet sind, die diametral an der anderen Welle (1) angeordnet ist, daß ferner jedes konische Zahnsegment drehfest auf einem als Hebel (8) ausgebildeten Schwenkstück angebracht ist, der einem Gabelkopf (11) für einen an der Sehiebemuffe (3) angebrachten Betätigungsfinger (12) aufweist, und daß die Aufnahmen (10) an den Hebeln für die beiden Zahnsegmente einander gegenüberliegend beiderseits der genannten anderen Welle vorgesehen sind, so daß die Translationsbewegung der Sehiebemuffe (3) gegenläufige Winkelbewegungen der konischen Zahnsegmente hervorruft, die eine Änderung der Winkelversetzung (A) der beiden Wellen zur Folge haben.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes konische Zahnsegment (9) ein Endstück (9a) aufweist, das in eine Aufnahme (10) eingepaßt ist, die an dem zugeordneten Hebel (8) vorgesehen ist und von der genannten diametral verlaufenden Schwenkwelle (7) durchsetzt wird, und daß der Ga'uelkupi (ti) für der, Betätigungsfinger (12) neben und orthogonal zu der Aufnahme für das Endstück (9a) des zugeordneten Zahnsegments (9) vorgesehen ist.

3. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebskegelrad (17) zentrisch am Ende der Welle (1) angeordnet ist, die die konischen Zahnsegmente (9) trägt, und einen Keil (23) mit einem gewissen Spiel in Schwenkrichtung aufweist, das von der .'ulä^sigen maximalen Winkelversetzung abhängt.

4. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebskegelrad (17) ein flaches Endstück (19) aufweist, das in einen längs eines Durchmessers verlaufenden Schlitz (20) der angetriebenen Welle (18) eingreift.