DE102004062035A1

DE102004062035A1 - Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004062035A1
Application number: DE102004062035A
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing. Schäfer; Mike Dipl.-Ing. Kohrs
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-07-27
Also published as: WO2006074745A1; US20090250027A1; US7832369B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine mit einem Antriebsrad (13), einem Abtriebselement (4) und einem Taumelscheibengetriebe (2). Über einem Primärtrieb wird das Drehmoment einer Kurbelwelle auf das Antriebsrad (13) und weiter über das Taumelscheibengetriebe (2) auf das Abtriebselement (4), welches drehfest mit einer Nockenwelle (11) verbunden ist, übertragen. Mittels des Taumelscheibengetriebes (2) kann eine Verdrehung des Antriebsrades (13) zum Abtriebselement (4) bewirkt werden, wodurch eine kontinuierliche Phasenänderung der Nockenwelle (11) zur Kurbelwelle ermöglicht wird. Das Antriebsrad (13) ist zu diesem Zweck drehbar auf dem Abtriebselement (4) gelagert. DOLLAR A Es wird eine kostengünstige und einfach zu realisierende Schmiermittelversorgung des Taumelscheibengetriebes (2) und der Radiallagerstelle (28) vorgeschlagen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 11.
Hintergrund der Erfindung
In Brennkraftmaschinen werden zur Betätigung der Gaswechselventile Nockenwellen eingesetzt. Nockenwellen sind in der Brennkraftmaschine derart angebracht, dass auf ihr angebrachte Nocken an Nockenfolgern, beispielsweise Tassenstößeln, Schlepp- oder Schwinghebeln, anliegen. Wird die Nockenwelle in Drehung versetzt, so wälzen die Nocken auf den Nockenfolgern ab, die wiederum die Gaswechselventile betätigen. Durch die Lage und die Form der Nocken ist somit sowohl die Öffnungsdauer als auch Amplitude aber auch der Öffnungs- und Schließzeitpunkt der Gaswechselventile festgelegt.
Moderne Motorkonzepte gehen dahin, den Ventiltrieb variabel auszulegen. Einerseits sollen Ventilhub und Ventilöffnungsdauer variabel gestaltbar sein, bis hin zur kompletten Abschaltung einzelner Zylinder. Dafür sind Konzepte wie schaltbare Nockenfolger, variable Ventiltriebe oder elektrohydraulische oder elektrische Ventilbetätigungen vorgesehen. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, während des Betriebs der Brennkraftmaschine Einfluss auf die Öffnungs- und Schließzeiten der Gaswechselventile nehmen zu können. Ebenfalls wünschenswert ist es auf die Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte der Einlass- bzw. Auslassventile getrennt Einfluss nehmen zu können, um beispielsweise gezielt eine definierte Ventilüberschneidung einstellen zu können. Durch die Einstellung der Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte der Gaswechselventile abhängig vom aktuellen Kennfeldbereich des Motors, beispielsweise von der aktuellen Drehzahl bzw. der aktuellen Last, können der spezifische Treibstoffverbrauch gesenkt, das Abgasverhalten positiv beeinflusst, der Motorwirkungsgrad, das Maximaldrehmoment und die Maximalleistung erhöht werden.
Die beschriebene Variabilität in der Gaswechselventilzeitensteuerung wird durch eine relative Änderung der Phasenlage der Nockenwelle zur Kurbelwelle bewerkstelligt. Dabei steht die Nockenwelle meist über einen Ketten-, Riemen-, Zahnradtrieb oder gleichwirkende Antriebskonzepte in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle. Zwischen dem von der Kurbelwelle angetriebenen Ketten-, Riemen- oder Zahnradtrieb und der Nockenwelle ist ein Nockenwellenversteller angebracht, der das Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle überträgt. Dabei ist diese Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten der Brennkraftmaschine derart ausgebildet, dass während des Betriebs der Brennkraftmaschine die Phasenlage zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle sicher gehalten und, wenn gewünscht, die Nockenwelle in einem gewissen Winkelbereich gegenüber der Kurbelwelle verdreht werden kann.
In Brennkraftmaschinen mit je einer Nockenwelle für die Einlass- und die Auslassventile können diese mit je einem Nockenwellenversteller ausgerüstet werden. Dadurch können die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlass- und Auslassgaswechselventile zeitlich relativ zueinander verschoben und die Ventilzeitüberschneidungen gezielt eingestellt werden.
Der Sitz moderner Nockenwellenversteller befindet sich im Allgemeinen am antriebsseitigen Ende der Nockenwelle. Er besteht aus einem kurbelwellenfesten Antriebsrad, einem nockenwellenfesten Abtriebselement und einem das Drehmoment vom Antriebsrad auf das Abtriebsteil übertragenden Verstellmechanismus. Das Antriebsrad kann als Ketten-, Riemen- oder Zahnrad ausgeführt sein und ist mittels einer Kette, eines Riemens oder eines Zahnradtriebs mit der Kurbelwelle drehfest verbunden. Der Verstellmechanismus kann elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden. Ebenfalls denkbar ist es den Nockenwellenversteller auf einer Zwischenwelle anzubringen oder auf einem nicht rotierenden Bauteil zu lagern. In diesem Fall wird das Drehmoment über weitere Antriebe auf die Nockenwellen übertragen.
Elektrisch betriebene Nockenwellenversteller bestehen aus einem Antriebsrad, welches in Antriebsverbindung mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine steht, einem Abtriebsteil, welches in Antriebsverbindung mit einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine steht und einem Verstellgetriebe. Bei dem Verstellgetriebe handelt es sich um ein Dreiwellengetriebe, mit drei zueinander verdrehbaren Bauteilen. Dabei ist das erste Bauteil des Getriebes drehfest mit dem Antriebsrad und das zweite Bauteil drehfest mit dem Abtriebsteil verbunden. Das dritte Bauteil ist beispielsweise als verzahntes Bauteil ausgeführt, dessen Drehzahl über eine Welle beispielsweise mittels eines Elektromotors oder einer Bremsvorrichtung geregelt werden kann.
Das Drehmoment wird von der Kurbelwelle auf das erste Bauteil und von dort auf das zweite Bauteil und damit auf die Nockenwelle übertragen. Dies geschieht entweder direkt, oder unter Zwischenschaltung des dritten Bauteils. Durch geeignete Regelung der Drehzahl des dritten Bauteils kann das erste Bauteil gegen das zweite Bauteil verdreht und damit die Phasenlage zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle verändert werden. Beispiele für derartige Dreiwellengetriebe sind Innenexzentergetriebe, Doppelinnenexzentergetriebe, Wellgetriebe, Taumelscheibengetriebe oder dergleichen.
Zur Steuerung des Nockenwellenverstellers erfassen Sensoren die Kenndaten der Brennkraftmaschine wie beispielsweise den Lastzustand, die Drehzahl und die Winkellagen der Nockenwelle und der Kurbelwelle. Diese Daten werden einer elektronischen Kontrolleinheit zugeführt, die nach Vergleich der Daten mit einem Kenndatenfeld der Brennkraftmaschine den Verstellmotor des Nockenwellenverstellers steuert.

Aus der DE 102 22 475 ist eine Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine bekannt, in der die Drehmomentübertrag von der Kurbelwelle zur Nockenwelle und der Verstellvorgang mittels eines Taumelscheibengetriebes realisiert ist. Die Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Antriebsrad, einem nockenwellenfesten Abtriebselement und einer Taumelscheibe. Das Antriebsrad steht in Antriebsverbindung mit einer Kurbelwelle und ist einteilig mit einem Gehäuse ausgeführt. Die Taumelscheibe ist unter einem definierten Anstellwinkel auf einer Verstellwelle gelagert und mit mehreren Zapfen versehen. Jeder Zapfen greift in jeweils ein am Gehäuse ausgebildetes Langloch ein. Das Drehmoment der Kurbelwelle wird über das Antriebsrad, das Gehäuse und die Zapfen auf die Taumelscheibe übertragen.

Die Taumelscheibe und das Abtriebselement sind an ihren dem jeweils anderen Bauteil zugewandten, axialen Seitenflächen mit je einer Kegelradverzahnung in Form eines Zahnkranzes versehen. Dabei sind die Taumelscheibe und das Abtriebselement derart angeordnet, dass, auf Grund der Lagerung der Taumelscheibe auf der Verstellwelle unter einem bestimmten Anstellwinkel, ein Winkelsegment der Verzahnung der Taumelscheibe in ein Winkelsegment der Verzahnung des Abtriebselements eingreift. Dabei besteht eine Differenz in den Zähneanzahlen der Kegelradverzahnungen.

Die Verstellwelle steht in Antriebsverbindung mit einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Elektromotor, die diese mit kontinuierlich regelbaren Drehzahlen antreiben kann. Eine Verdrehung der Verstellwelle relativ zu dem Abtriebselement führt zu einer Taumeldrehung der Taumelscheibe und damit zu einer Drehung des in Eingriff stehenden Winkelsegments relativ zu dem Abtriebselement und der Taumelscheibe. Aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahlen der Kegelradverzahnungen führt dies zu einer relativen Verdrehung der Nockenwelle zur Kurbelwelle.

Das Antriebsrad bzw. das Gehäuse ist auf einer axialen Schulter des Abtriebselementes drehbar zu diesem gelagert. Die Kegelradverzahnung des Abtriebselements ist an einem Verzahnungsträger ausgebildet, wobei der Verzahnungsträger der Schulter in axialer Richtung vorgelagert ist. Der Verzahnungsträger und ein mit dem Antriebsrad verschraubter Deckel bilden eine Axiallagerung für das Antriebsrad. bzw. das Gehäuse. Dabei ist der Deckel von dem Abtriebselement einerseits und von der Nockenwelle andererseits in axialer Richtung festgelegt.

Die Versorgung der Radiallagerstelle zwischen dem Abtriebselement und dem Gehäuse bzw. dem Antriebsrad erfolgt über Schmiermittelkanäle, die als radiale Bohrungen innerhalb des Abtriebselements ausgebildet sind. Diese Bohrungen erstrecken sich von der Nabe des Abtriebselements zu dessen Lagerfläche. Über Schmiermittelleitung, die in die Nabe des Abtriebselements eingebracht sind und die über die Nockenwelle mit Schmiermittel versorgt werden, gelangt das Schmiermittel zu den Bohrungen und von dort zu der Radiallagerstelle. Von der Radiallagerstelle gelangt das Schmiermittel in das Taumelscheibengetriebe, wodurch die ineinandergreifenden Verzahnungspaare mit Schmiermittel versorgt werden.

Diese Ausführungsform der Schmiermittelzufuhr birgt einige Nachteile bei der Herstellung des Abtriebselements. Zum einen müssen die relativ langen Bohrungen in das Abtriebselement, nach dessen Formgebung, mittels dünner Bohrer eingebracht werden. Dies stellt einen fertigungsintensiven Verfahrensschritt dar, der zu hohen Herstellungskosten des Bauteils führt. Neben den hohen Kosten für die Ausbildung der Schmiermittelkanäle, wirkt sich in dieser Ausführungsform der Umstand negativ aus, dass das Abtriebselement eine gewisse Wandstärke aufweisen muss, um Raum für die Schmiermittelbohrungen bereit zu halten. Dies hat eine relativ hohe Masse und einen relativ hohen axialen Bauraumbedarf der Vorrichtung zur Folge. Weiterhin besteht während des Ausbildens der Schmiermittelkanäle die Gefahr, dass die Bohrer innerhalb des Bohrloches abbrechen, wodurch die Prozesssicherheit des Herstellungsprozesses des Abtriebselements beeinträchtigt wird. Ebenso denkbar ist, dass in den relativ langen Bohrlöchern Fertigungsrückstände, wie Späne oder Bohr kappen, zurückbleiben, welche im Betrieb der Vorrichtung die Lager oder die Verzahnungen schädigen können.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die Versorgung des Taumelscheibengetriebes und der Radiallagerstelle zwischen Abtriebselement und Gehäuse bzw. Antriebesrad kostengünstig und prozesssicher hergestellt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

In einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem mit einer Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad, und mit einem Taumelscheibengetriebe, welches zumindest ein Gehäuse, eine Taumelscheibe und ein mit einer Nockenwelle in Antriebsverbindung stehendes Abtriebselement aufweist, wobei das Gehäuse und das Abtriebselement einen ringförmigen Hohlraum definieren, in dem die Taumelscheibe angeordnet ist und wobei das Antriebsrad und/oder das Gehäuse drehbar zum Abtriebselement mittels eines Radiallagers auf diesem gelagert ist wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Radiallager Schmiermittel aus dem Bereich des ringförmigen Hohlraums des Taumelscheibengetriebes zugeführt wird.

Dabei kann das Radiallager ein Wälzlager oder ein Gleitlager sein, wobei im Fall eines Gleitlager eine erste Radiallagerfläche an einer Außenmantelfläche des Abtriebselements und eine zweite Radiallagerfläche an einer Innenmantelfläche des Gehäuses oder des Antriebsrades ausgebildet ist.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht die Vorrichtung aus einem als Reimen-, Ketten- oder Zahnrad ausgebildeten Antriebsrad und einem Taumelscheibengetriebe. Das Taumelscheibengetriebe umfasst unter anderem ein Gehäuse, welches drehfest mit dem Antriebsrad verbunden ist, eine Taumel scheibe, ein Abtriebselement, welches drehfest mit einer Nockenwelle verbunden ist und eine Verstellwelle, deren Drehzahl beispielsweise mittels eines Elektromotors geregelt werden kann. Über einen Riemen- Ketten- oder Zahnradtrieb wird Drehmoment von der Kurbelwelle auf das Antriebsrad und somit auf das Gehäuse übertragen. Das Gehäuse steht mittels einer Stiftkupplung oder eines verzahnten Bauelements mit der Taumelscheibe in Wirkverbindung. Als verzahntes Bauteil ist beispielsweise ein Kegelrad denkbar, welches einteilig mit dem Gehäuse ausgeführt oder mittels Befestigungsmitteln mit diesem verbunden ist. Die Stiftkupplung bzw. das verzahnte Bauelement überträgt das von der Kurbelwelle auf das Antriebsrad übertragene Drehmoment auf die Taumelscheibe, die auf einer Verstellwelle gelagert ist. Die Taumelscheibe ist auf der Verstellwelle unter einem definierten Anstellwinkel zum Abtriebselement angeordnet.

An einer axialen Seitenfläche der Taumelscheibe ist ein in Umfangsrichtung umlaufender Zahnkranz ausgebildet. Weiterhin ist ein ringförmiger, radial außen liegende Bereich des Abtriebselements als Verzahnungsträger ausgeführt, an dem ebenfalls ein Zahnkranz ausgebildet ist. Der Zahnkranz der Taumelscheibe greift entlang eines definierten Winkelabschnitts in den Zahnkranz des Abtriebselements ein. Die Größe dieses Winkelabschnitts ist unter anderem von dem Anstellwinkel der Taumelscheibe abhängig.

Das Kurbelwellendrehmoment wird über das Antriebsrad, das Gehäuse, die Stiftkupplung oder das verzahnte Bauelement auf die Taumelscheibe und von dort auf das Abtriebselement und schließlich auf die Nockenwelle übertragen. Die Zahnkränze der Taumelscheibe und des Abtriebselements oder der Taumelscheibe und des verzahnten Bauteils weisen unterschiedliche Anzahlen von Zähnen auf. Denkbar ist auch die Zähnezahlen der ineinandergreifenden Zahnkränze beider Verzahnungspaare unterschiedlich auszuführen. Dreht die Verstellwelle mit der Drehzahl des Antriebsrades, so wird die Phasenlage zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle gehalten. Besteht eine Differenz zwischen der Drehzahl der Verstellwelle und der Drehzahl des Antriebsrades wird die Phasenlage zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle verstellt. Dabei verdrehen sich das Gehäuse und das Antriebsrad relativ zum Abtriebselement, welches das Gehäuse bzw. das Antriebsrad in radialer Richtung abstützt.

Um den Verschleiß, die Reibung und die Geräuschentwicklung des Taumelscheibengetriebes gering zu halten, wird das Taumelscheibengetriebe kontinuierlich mit Schmiermittel versorgt. Dies kann beispielsweise durch das Zuleiten von Motoröl oder durch eine Lebensdauerfettbefüllung einer abgedichteten Vorrichtung realisiert werden.

Durch die Ausnutzung des im Taumelscheibengetriebe vorhandenen Schmierstoffes entfällt die Notwendigkeit weitere Schmiermittelzuleitungen beispielsweise durch die Nockenwelle vorzusehen. Weiterhin können die langen dünnen Bohrungen zwischen der Nabe des Abtriebselements und der Radiallagerstelle zwischen Abtriebselement und Gehäuse bzw. Antriebsrad entfallen. Dies Erhöht die Prozesssicherheit und verringert die Kosten der Herstellung des Abtriebsteils. Weiterhin kann die Masse und der axiale Bauraumbedarf des Abtriebselements auf ein Minimum reduziert werden. Dabei ist die Zuführung von Schmiermittel sowohl zu einem Gleit- als auch zu einem Wälzlager möglich.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Abtriebselement mit zumindest einem Schmiermittelkanal versehen, der den ringförmigen Hohlraum mit der zweiten Radiallagerfläche verbindet und über den die Schmiermittelzuführung zum Radiallager erfolgt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Schmiermittelkanal mittels einer Bohrung realisiert ist. In diesem Fall ist das Abtriebselement im Bereich des Verzahnungsträgers mit einer Bohrung versehen, die dessen Radiallagerfläche durchbricht. Auf Grund der hohen Drehzahlen der Vorrichtung wird in das Taumelscheibengetriebe eintretendes Schmiermittel radial nach außen gefördert. Dabei tritt es in die am Abtriebselement ausgebildeten Bohrungen ein und wird auf Grund der Zentrifugalkraft zu der Radiallagerstelle gefördert. Die Längen der Bohrungen können in diesem Fall kurz gehalten werden, wodurch die Prozesssicherheit nicht gefährdet wird und die Kosten niedrig gehalten werden.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Schmiermittelkanal durch eine Zahnlücke eines Zahnkranzes des Abtriebselements realisiert ist, wobei die Zahnlücke sich bis zur ersten Radiallagerfläche erstreckt und diese durchschneidet. In dieser Ausführungsform ist das Antriebsrad bzw. das Gehäuse direkt auf dem Verzahnungsträger des Abtriebselements gelagert und die Zuleitung von Schmiermittel kann durch eine spezielle Ausbildung der Verzahnung erfolgen. Zu diesem Zweck erstreckt sich mindestens eine Zahnlücke des Zahnkranzes des Verzahnungsträgers in radialer Richtung auswärts bis zur Radiallagerfläche des Abtriebselements. Dabei durchschneidet die Zahnlücke die Radiallagerfläche, wodurch die Zuleitung von Schmiermittel gewährleistet ist. In diesem Zusammenhang ist es vorstellbar nur eine Zahnlücke oder alle Zahnlücken den radial äußeren Rand des Abtriebselements durchschneiden zu lassen. Ebenso vorstellbar wäre es die schmiermittelleitenden Zahnlücken in periodischen Abständen am Zahnkranz auszubilden.

Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass derartige Verzahnungen ohne nennenswerte Mehrkosten hergestellt werden können. Die Prozesssicherheit ist nicht beeinträchtigt und fertigungsbedingte Rückstände, die die Getriebekomponenten beschädigen könnten, fallen nicht an.

In einer alternativen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schmiermittelkanal durch eine in das Gehäuse oder das Abtriebselement eingebrachte radial verlaufende Nut realisiert ist, die sich von der ersten Radiallagerfläche bis zu dem Hohlraum erstreckt. In dieser Ausführungsform ist das Gehäuse mit einem sich radial nach innen erstreckenden Fortsatz ausgebildet, wobei eine axiale Seitenfläche des Fortsatzes an einer axialen Seitenfläche des Abtriebselements anliegt. Die beiden Seitenflächen bilden ein Axiallager, welches auf das Gehäuse wirkende, axiale Kräfte aufnimmt. An einer der beiden Berührungsflächen der Bauteile sind radial verlaufende Nuten vorgesehen, welche sich vom Hohlraum zu dem Radiallager erstrecken und einen Schmiermittelfluss vom Hohlraum zum Radiallager ermöglichen. Dabei können die Nuten sowohl am Fortsatz des Gehäuses als auch am Abtriebselement ausgebildet sein. Die Nuten können weiterhin während des Formgebungsprozesses des betreffenden Bauteils ausgebildet werden, wodurch während der Herstellung keine Zusatzkosten anfallen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schmiermittelkanal radiallagerseitig in eine Schmiermitteltasche mündet, die an der ersten Radiallagerfläche ausgebildet ist. Dabei kann die Schmiermittelta sche als Ringnut ausgebildet sein, die um die erste Radiallagerfläche in Umfangsrichtung umläuft. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Schmiermittelkanal radiallagerseitig in einer Schmiermitteltasche mündet, die an der zweiten Radiallagerfläche ausgebildet ist, wobei die Schmiermitteltasche als Ringnut ausgebildet ist, die um die zweite Radiallagerfläche in Umfangsrichtung umläuft.

Die Schmiermitteltasche fungiert als Schmiermittelreservoir und gewährleistet die Ausbildung eines konstanten Schmiermittelfilms zwischen den Radiallagerflächen. Es können eine oder mehrere, in Umfangsrichtung beabstandete Schmiermitteltaschen ausgebildet sein, die sich in axialer Richtung über den gesamten Radiallagerbereich oder nur einen Teilbereich erstrecken können. Vorteilhafterweise ist pro Schmiermittelkanal eine Schmiermitteltasche ausgebildet. Alternativ kann die Schmiermitteltasche als Ringnut ausgeführt sein, die an der Innenmantelfläche des Gehäuses oder des Antriebsrades oder an der Außenmantelfläche des Abtriebselements ausgebildet ist. Die Ringnut bzw. die Schmiermitteltaschen können im Urformungsprozess der Bauteile kostengünstig an ihnen ausgebildet werden.

In einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine mit einem Taumelscheibengetriebe, welches zumindest eine Taumelscheibe und ein mit einer Nockenwelle in Antriebsverbindung stehendes Abtriebselement aufweist, wobei die Taumelscheibe auf einer Verstellwelle gelagert ist, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Taumelscheibengetriebe Schmiermittel über einen Radialspalt zwischen dem Abtriebselement und der Verstellwelle zugeführt wird. In dieser Ausführungsform tritt Schmiermittel entlang eines zentralen Kanals in die Nabe der Vorrichtung ein und wird über radial verlaufende Öffnungen zu einem ringförmigen Radialspalt geleitet, der in axialer Richtung auf der einen Seite vom Abtriebselement und auf der Seite von der Verstellwelle begrenzt wird. Das Schmiermittel wird also über kurze Bohrungen, Einprägungen oder sonstig Kanäle von der Nabe der Vorrichtung direkt in den Hohlraum geleitet, wo es zu den Lagerstellen und den in Eingriff stehenden Verzahnungspaaren gelangt. Lange, dünne Bohrungen, die während der Herstellung zu Fertigungsfehlern führen können, entfallen, wodurch sich der Ausschuss in der Herstellung verringert und die Produktionskosten gesenkt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Radialspalt derart ausgebildet, dass er als Drossel wirkt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Breite des Radialspalts kleiner gleich 2mm ist.

Die Drossel hat die Funktion, dass nur die benötigte Menge an Schmiermittel dem Taumelscheibengetriebe zugeführt wird. Dadurch werden Wirkungsgradverluste der Vorrichtung durch die Anwesenheit von zu viel Schmiermittel in der Vorrichtung vermieden und die Schmiermittelpumpe nicht mehr als notwendig belastet. Im Regelfall wird die Schmiermittelzufuhr über eine Motorölgalerie realisiert, die mittels einer Ölpumpe mit Motorenöl beschickt wird. In diesem Fall wird die Ölpumpe sämtliche zu schmierenden Komponenten der Brennkraftmaschine mit Motoröl versorgen und eventuell hydraulische Zusatzfunktionen übernehmen. In diesem Fall ist es notwendig, den Druckabfall im Motorölkreislauf an der Vorrichtung auf ein Minimum zu begrenzen. Dies kann auf einfache Weise durch die Ausgestaltung des Radialspalts zwischen dem Abtriebelement und der Verstellwelle realisiert werden. Durch Einstellen der Breite des Radialspalts zwischen beiden Bauteilen kann die Drosselwirkung gezielt eingestellt werden. Dabei entspricht eine kleine Breite einer hohen Drosselwirkung bzw. einem geringen Durchfluss von Schmiermittel. Mit zunehmender Breite wird die Drosselwirkung sinken bzw. der Durchfluss erhöht.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Verstellwelle mittels eines zweiten Wälzlagers auf einer Welle gelagert ist, dass das Schmiermittel an einer äußeren Begrenzungsfläche der Welle in den Radialspalt eintritt und dass auf Grund der Drosselwirkung des Radialspalts dem zweiten Wälzlager Schmiermittel zugeführt wird. Die Lagerung der Verstellwelle auf einer nockenwellenfesten Welle senkt die Belastung der Verstellwelle, wodurch die Lebensdauer der Vorrichtung steigt. Vorteilhafterweise ist Verstellwelle über Wälzlager auf der Welle gelagert. Um eine ausreichende Versorgung der Wälzlager mit Schmiermittel zu gewährleisten kann vorgesehen sein, den in die Vorrichtung fließenden Schmiermittelstrom an diesem Wälzlager vorbeizuleiten. Auf Grund der Drosselwirkung durch den Radialspalt herrscht im Bereich des Wälzlagers ein ausreichender Schmiermitteldruck, um einen Schmiermittelfluss auch durch das Wälzlager zu etablieren. Es sind also keine weiteren Maßnahmen nötig, um diese Lager mit Schmiermittel zu versorgen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind. Es zeigen:
1a nur sehr schematisch eine Brennkraftmaschine,
1 einen Längsschnitt durch eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine,
2 eine vergrößerte Darstellung der in 1 gekennzeichneten Einzelheit Z einer zweiten erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine,
3 einen Längsschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine,
4 einen perspektivische Ansicht des Gehäuses der Ausführungsform aus 3.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In 1a ist eine Brennkraftmaschine 100 skizziert, wobei ein auf einer Kurbelwelle 101 sitzender Kolben 102 in einem Zylinder 103 angedeutet ist. Die Kurbelwelle 101 steht in der dargestellten Ausführungsform über je einen Zugmitteltrieb 104 bzw. 105 mit einer Einlassnockenwelle 106 bzw. Auslassnockenwelle 107 in Verbindung, wobei eine erste und eine zweite Vorrichtung 1 für eine Relativdrehung zwischen Kurbelwelle 101 und Nockenwellen 106, 107 sorgen können. Nocken 108, 109 der Nockenwellen 106, 107 betätigen ein Einlassgaswechselventil 110 bzw. das Auslassgaswechselventil 111.
1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Veränderung der Steuerzeiten einer Brennkraftmaschine 100. Die Vorrichtung 1 umfasst unter anderem ein Taumelscheibengetriebe 2, bestehend aus einem verzahnten Bauteil 3a, einem Abtriebselement 4 und einer Taumelscheibe 5. Das verzahnte Bauteil 3a ist in der dargestellten Ausführungsform als Kegelrad 3 ausgeführt. An einer axialen Seitenfläche des Kegelrades 3 ist ein als Kegelradverzahnung ausgeführter erster Zahnkranz 6 ausgebildet. Weiterhin ist an den axialen Seitenflächen der Taumelscheibe 5 ein zweiter und ein dritter Zahnkranz 7, 8 ausgebildet, wobei die Zahnkränze 7, 8 in diesem Ausführungsbeispiel jeweils ebenfalls als Kegelradverzahnung ausgeführt sind. Dabei ist der zweite Zahnkranz 7 an der dem Kegelrad 3 zugewandten axialen Seitenfläche und der dritte Zahnkranz 8 an der dem Abtriebselement 4 zugewandten axialen Seitenfläche der Taumelscheibe 5 ausgebildet. Der radial außenliegende Abschnitt des Abtriebselement 4 ist als Verzahnungsträger 9 ausgeführt, an dessen der Taumelscheibe 5 zugewandten axialen Seitenfläche ein vierter Zahnkranz 10 ausgebildet ist. Der vierte Zahnkranz 10 ist in dieser Ausführungsform ebenfalls als Kegelradverzahnung ausgeführt.
Das Abtriebselement 4 ist drehfest mit einer Nockenwelle 11 verbunden. Die Verbindung zwischen Abtriebselement 4 und Nockenwelle 11 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines ersten Befestigungsmittels 12, hier einer Befestigungsschraube 12a, realisiert. Ebenso denkbar sind stoff-, kraft-, reib- oder formschlüssigen Verbindungsmethoden.
Ein Antriebsrad 13 steht in Wirkverbindung mit einem nicht dargestellten Primärantrieb, über den ein Drehmoment von einer Kurbelwelle 101 auf das Antriebsrad 13 übertragen wird. Ein derartiger Primärantrieb kann beispielsweise ein Ketten-, Riemen- oder Zahnradtrieb sein. Das Antriebsrad 13 ist drehfest mit einem Gehäuse 14, und das Gehäuse 14 wiederum drehfest mit dem Kegelrad 3 verbunden. In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind diese Bauteile einteilig ausgebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, das Gehäuse 14 kraft-, form-, reib- oder stoffschlüssig mit dem Kegelrad 3 und/oder dem Antriebsrad 13 zu verbinden.
Das Kegelrad 3 und das Abtriebselement 4 stehen parallel zueinander und sind in axialer Richtung zueinander beabstandet. Zusammen mit dem Gehäuse 14 bilden das Kegelrad 3 und das Abtriebelement 4 einen ringförmigen Hohlraum 14a aus, in dem die Taumelscheibe 5 angeordnet ist. Mittels ersten Wälzlagern 15 ist die Taumelscheibe 5 unter einem definierten Anstellwinkel zu dem Kegelrad 3 und dem Abtriebelement 4 auf einer Verstellwelle 16 gelagert. Die im Wesentlichen topfförmig ausgebildete Verstellwelle 16 ist mit einem Kupplungselement 17 versehen, in die eine nicht dargestellte Welle einer ebenfalls nicht dargestellten Vorrichtung eingreift, mit der die Drehzahl der Verstellwelle 16 geregelt werden kann. In dieser Ausführungsform ist vorgesehen, die Verstellwelle 16 mittels eines nicht dargestellten Elektromotors anzutreiben, wobei eine nicht dargestellte Welle des Elektromotors mit dem Kupplungselement 17 zusammenwirkt. Die Verstellwelle 16 stützt sich über zweite Wälzlager 18 auf einer drehfest mit der Nockenwelle 11 verbundenen, in der vorliegenden Ausführungsform als Hohlwelle 19 ausgebildeten, Welle 19a ab. Ebenfalls denkbar ist die Lagerung der Verstellwelle 16 auf einem Schraubenkopf der Befestigungsschraube 12a und/oder eine Lagerung der Taumelscheibe 5 auf der Verstellwelle 16 mittels eines Gleitlagers.
Die unter einem definierten Anstellwinkel auf der Verstellwelle 16 angeordnete Taumelscheibe 5 greift mit dem zweiten Zahnkranz 7 in den ersten Zahnkranz 6 des Kegelrad 3 und mit dem dritten Zahnkranz 8 in den vierten Zahnkranz 10 des Abtriebselements 4 ein. Dabei stehen die jeweiligen Zahnkränze 6, 7, 8, 10 jeweils nur in einem bestimmten Winkelbereich in Eingriff, wobei die Größe des Winkelbereichs abhängig von dem Anstellwinkel der Taumelscheibe 5 ist.
Über den Eingriff der Zahnkränze 6, 7, 8, 10 wird das vom Primärtrieb auf das Antriebsrad 13 und von dort auf das Kegelrad 3 übertragene Drehmoment der Kurbelwelle 101 über die Taumelscheibe 5 auf das Abtriebselement 4 und damit auf die Nockenwelle 11 übertragen.
Um die Phasenlage zwischen Nockenwelle 11 und Kurbelwelle 101 zu halten, wird die Verstellwelle 16 mit der Drehzahl des Antriebsrades 13 angetrieben. Soll die Phasenlage geändert werden, so wird die Drehzahl der Verstellwelle 16 erhöht bzw. verringert, je nachdem ob die Nockenwelle 11 relativ zur Kurbelwelle 101 vor- oder nacheilen soll. Durch die abweichende Drehzahl der Verstellwelle 16 führt die Taumelscheibe 5 eine Taumeldrehung aus, wobei die Winkelbereiche in denen die Zahnkränze 6, 7, 8, 10 ineinander eingreifen um die Taumelscheibe 5, das Kegelrad 3 und das Abtriebselement 4 umlaufen. Bei mindestens einem der Zahnkranzpaare 6, 7, 8, 10 weisen die zwei ineinander greifenden Zahnkränze 6, 7, 8, 10 unterschiedliche Zähnezahlen auf. Sind die Winkelbereiche, in denen die Zahnkränze 6, 7, 8, 10 ineinander eingreifen einmal vollständig umgelaufen, so ergibt sich aufgrund der Differenz in der Anzahl der Zähne eine Verstellung des Kegelrads 3 zum Abtriebselement 4 und damit der Nockenwelle 11 relativ zu der Kurbelwelle 101. Der Verstellwinkel entspricht dem Bereich den die den Unterschied in der Zähnezahl bildenden Zähne einnehmen.
Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass die ineinandergreifenden Zahnkränze 6, 7, 8, 10 beider Zahnkranzpaare unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen. Damit ergibt sich das Verstelluntersetzungsverhältnis aus den beiden resultierenden Untersetzungsverhältnissen.
Ebenso denkbar ist, dass die Zahnkränze 6, 7, 8, 10 nur einer Zahnkranzpaarung unterschiedliche Anzahlen von Zähnen aufweisen. Das Untersetzungsverhältnis ergibt sich in diesem Fall nur aufgrund dieser Untersetzung. Die andere Zahnkranzpaarung dient in diesem Fall nur als Koppelmittel mit einem Untersetzungsverhältnis von 1:1 zwischen der Taumelscheibe 5 und dem jeweiligen Bauteil 3, 4.
Zwischen der Befestigungsschraube 12a und der Hohlwelle 19 ist ein Ringkanal 20 ausgebildet, der über ein Nockenwellenlager 21 mit Schmiermittel versorgt wird. In der Hohlwelle 19 ist eine Radialöffnung 22 und eine Einprägung 23 ausgebildet, über die der Ringkanal 20 mit dem Hohlraum 14a des Taumelscheibengetriebes 2 kommuniziert. Die Einprägung 23 ist in die Klemmfläche 24 der Hohlwelle 19 eingebracht und kann kostengünstig während des Formgebungsprozesses der Hohlwelle 19 ausgebildet werden, wobei diese im Umform- oder Sinterwerkzeug berücksichtigt werden kann. Die Radialöffnung 22 kann beispielsweise durchgestanzt oder tangential ausgeschlagen werden. Zwischen der Einprägung 23 und dem Hohlraum 14a ist ein Radialspalt 25 vorgesehen. Der Radialspalt 25 wirkt als Blende/Drossel für den Schmiermittelstrom. Auf der einen Seite ermöglicht er dessen Eindringen in den Hohlraum 14a. Auf der anderen Seite sorgt er dafür, dass auch ausreichend Schmiermittel zu den zweiten Wälzlagern 18 gefördert wird. Über die Breiten a, b der Radialöffnung 25 kann gezielt die Drosselwirkung des Radialspalts 25 eingestellt werden. Dabei sind beispielsweise Breiten kleiner gleich 2mm vorgesehen.
Um das Eindringen von Schmutzpartikeln in die Vorrichtung 1 zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass innerhalb des Taumelscheibengetriebes 2, in der Nockenwelle 11, im Nockenwellenlager 21 oder vor Speisung des Nockenwellenlagers 21 ein Schmiermittelfilter angeordnet ist.
Während des Verstellvorgangs verdreht sich das Antriebsrad 13 bzw. das Gehäuse 14 zu dem Abtriebselement 4, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Taumelscheibengetriebes 2 und der Relativdrehzahl der Verstellwelle 16 zum Antriebsrad 13. Eine Außenmantelfläche des Abtriebselements 4 ist als erste Radiallagerfläche 26 ausgebildet. Weiterhin ist zumindest ein Teil einer Innenmantelfläche des Antriebsrades 13 bzw. des Gehäuses 14 als zweite Radiallagerfläche 27 ausgebildet. Die beiden Radiallagerflächen 26, 27 wirken als Radiallager 28 zusammen, wodurch das Antriebsrad 13 bzw. das Gehäuse 14 auf dem Abtriebselement 4 drehbar gelagert sind.
Weiterhin ist in der dargestellten Ausführungsform eine Anschlagscheibe 35 drehfest mit dem Antriebsrad 3 bzw. dem Gehäuse 14 verbunden. Die Anschlagscheibe 35 ist derart ausgeführt und angeordnet, dass eine ihrer axialen Seitenflächen an der nockenwellenzugewandten axialen Seitenfläche des Abtriebselements anliegt. Diese axialen Seitenflächen wirken als Axiallager 28a zusammen, welches auf das Antriebsrad 13 bzw. das Gehäuse 14 wirkende Kippmomente bzw. Kräfte aufnimmt, welche von der Nockenwelle 11 weg gerichtet sind.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Verzahnung des vierten Zahnkranzes 10 entlang der gesamten Länge des Verzahnungsträgers 9, wodurch die erste Radiallagerfläche 26 von den Zahnlücken 29a der Verzahnung unterbrochen wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass alle oder nur spezielle Zahnlücken 29a die erste Radiallagerfläche 26 unterbrechen. Diese Zahnlücken 29a dienen als Schmiermittelkanäle 29, mittels derer das Schmiermittel zu dem Radiallager 28 gelangen kann. Auf Grund der hohen Drehzahlen der Vorrichtung 1 während des Betriebs der Brennkraftmaschine 100 bewirken die Zentrifugalkräfte, dass Schmiermittel radial nach außen gedrängt wird und dabei entlang der Zahnlücken 29a zum Radiallager 28 gelangt. Dadurch ist eine ausreichende Versorgung des Radiallagers 28 mit Schmiermittel gewährleistet. In der dargestellten Ausführungsform ist die die zweite Radiallagerfläche 27 als perfekte Zylindermantelfläche ausgebildet. Ebenfalls denkbar wäre es in der zweiten Radiallagerfläche 27 Schmiermitteltaschen 31 auszubilden. Die Schmiermitteltaschen 31 kommunizieren mit den Schmiermittelkanäle 29 und dienen als Schmiermittelreservoir. Dabei können sich die Schmiermitteltaschen 31 in axialer oder in Umfangsrichtung erstrecken. Ebenfalls denkbar ist die Ausbildung einer Schmiermitteltaschen 31 an der zweiten Radiallagerfläche 27 in Form einer umlaufenden Ringnut 32.
Die Schmiermittelversorgung des Axiallagers 28a erfolgt über das Radiallager 28.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei nur der Bereich, der in 1 mit der Einzelheit Z bezeichnet ist, in einer vergrößerten Darstellung abgebildet ist. Die zweite Ausführungsform ist der in 1 dargestellten in weiten Teilen identisch, weshalb nur der Abschnitt abgebildet wurde und beschrieben wird, in dem sich die Ausführungsformen unterscheiden.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist das Gehäuse 14 nicht auf dem Verzahnungsträger 9, sondern auf einer am Abtriebselement 4 ausgebildeten Schulter 30 gelagert. Der ringförmige Hohlraum 14a des Taumelscheibengetriebes 2 kommuniziert mittels eines oder mehreren als Bohrungen 29b ausgeführten Schmiermittelkanälen 29 mit dem Radiallager 28. Auf Grund der hohen Drehzahlen der Vorrichtung 1 während des Betriebs der Brennkraftmaschine 100 bewirken die Zentrifugalkräfte, dass Schmiermittel radial nach außen gedrängt wird und dabei in die Bohrung 29b eintritt und so zum Radiallager 28 gelangt.
Zusätzlich sind an der ersten Radiallagerfläche 26 Schmiermitteltaschen 31 ausgebildet, in die die Bohrungen 29b münden. Die Schmiermitteltaschen 31 sind als sich in Umfangsrichtung erstreckende Nuten ausgebildet, wobei der Querschnitt der Nuten rechteckig oder zur besseren Bearbeitung der Bohrungen 29b geneigt ausgebildet sein können. Sie bilden ein Schmiermittelreservoir an der Lagerstelle aus und unterstützen so die Bildung eines Schmierfilms. Neben der Ausbildung mehrerer, in Umfangsrichtung beabstandeter Schmiermitteltaschen 31 in der ersten Radiallagerfläche 26 ist ebenso eine Ausführungsform denkbar, in der an der ersten Radiallagerfläche 26 eine Schmiermitteltasche 31 in Form einer Ringnut 32 ausgebildet ist. Ebenso denkbar ist es die Schmiermitteltaschen 31 oder die Ringnut 32 an der zweiten Radiallagerfläche 27 vorzusehen.
Weiterhin kann bei einer geeigneten Anzahl von Bohrungen 29b, auf die Ausbildung von Schmiermitteltaschen 31 verzichtet werden. Der Vorteil in diesem Fall wäre, dass an den Radiallagerflächen 26, 27 keine zusätzlichen Unterbrechungen ausgeformt sind, was die Ausbildung eines geschlossenen Schmierfilms erleichtert.
Das Abtriebselement 4 liegt mit seiner von der Taumelscheibe 5 abgewandten axialen Seitenfläche zumindest teilweise an dem Gehäuse 14 bzw. an der einteilig mit dem Gehäuse 14 ausgebildeten Anschlagscheibe 35 an, wodurch ein Axiallager 28a ausgebildet wird. Diese Axiallagerstelle nimmt auf das Antriebsrad 13 bzw. das Gehäuse 14 in Richtung von der Nockenwelle 11 weg wirkende Kräfte bzw. Kippmomente auf. Die Schmiermittelversorgung dieses Axiallagers 28a erfolgt über das Radiallager 28.
3 zeigt einen Längsschnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung 1. In dieser Ausführungsform ist das Antriebsrad 13 einteilig mit der Anschlagscheibe 35 ausgeführt. Mittels zweiten Befestigungsmitteln 12b ist mit dem Antriebsrad 13 das separat gefertigtes Gehäuse 14 und das separat gefertigte Kegelrad 3 verbunden. Das Abtriebselement 4 bildet an der Außenmantelfläche des Verzahnungsträgers 9 eine erste Radiallagerfläche 26 aus, auf der das Antriebsrad 13 mittels einer an diesem ausgebildeten zweiten Radiallagerfläche 27 gelagert ist. Eine axiale Seitenfläche der Anschlagscheibe 35 bildet wiederum im Zusammenwirken mit der der Nockenwelle 11 zugewandten axialen Seitenfläche des Verzahnungsträgers 9 ein Axiallager 28a aus, welches auf das Antriebsrad 13 in Richtung von der Nockenwelle 11 weg wirkende Kräfte abstützt. Die andere axiale Seitenfläche des Abtriebselements 4 wirkt mit einem am Gehäuse ausgebildeten Fortsatz 33 in der Art zusammen, dass ein zweites Axiallager 28a ausgebildet wird, welches auf das Antriebsrad 13 in Richtung Nockenwelle 11 wirkende Kräfte abstützt. Dabei liegt eine ringförmige axiale Seitenfläche des Fortsatzes 33 an der axialen Seitenfläche des Verzahnungsabschnitts 9 an. Um sowohl das Radiallager 28, als auch die Axiallager 28a mit Schmiermittel zu versorgen sind in die axiale Seitenfläche des ringförmigen Fortsatzes 33 sich radial erstreckende Nuten 34 eingebracht. Diese verbinden den Hohlraum 14a mit der ersten Radiallagerfläche 26. Schmiermittel kann nun sowohl in das Radiallager 28 als auch die Axiallager 28a gelangen. Dabei gelangt Schmiermittel entlang der Radiallagerflächen 26, 27 zu dem nockenwellenseitigen Axiallager 28a. Alternativ kann vorgesehen sein, die Nuten 34 in die mit dem Fortsatz 33 zusammenwirkende Fläche des Abtriebselements 4 einzubringen.
Die Schmiermittelzufuhr ist in dieser Ausführungsform ebenfalls durch einen zwischen der Befestigungsschraube 12a und der Hohlwelle 19 ausgebildeten Ringkanal 20 realisiert. Der Ringkanal 20 kann beispielsweise über ein Nockenwellenlager 21 mit Schmiermittel versorgt werden. In der Hohlwelle 19 ist eine Radialöffnung 22, beispielsweise in Form einer Bohrung, vorgesehen über die der Ringkanal 20 mit dem Hohlraum 14a des Taumelscheibengetriebes 2 kommuniziert. Zwischen der Radialöffnung 22 und dem Hohlraum 14a ist ein Radialspalt 25 vorgesehen. Der Radialspalt 25 wirkt als Blende/Drossel für den Schmiermittelstrom. Auf der einen Seite ermöglicht er dessen Eindringen in den Hohlraum 14a. Auf der anderen Seite sorgt er dafür, dass auch ausreichend Schmiermittel zu den zweiten Wälzlagern 18 gefördert wird. Über die Breiten a, b der Radialöffnung 25 kann gezielt die Drosselwirkung des Radialspalts 25 eingestellt werden. Dabei sind beispielsweise Breiten kleiner gleich 2mm vorgesehen. Vorteilhafterweise kann das zweite Wälzlager 18 die Radialöffnung 22 zumindest teilweise überdecken, wodurch der Zufluss von Schmiermittel in das zweite Wälzlager erleichtert wird.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Gehäuses 14 aus 3, mit den radial verlaufenden Nuten 34. Alternativ zur Ausbildung der Nuten 34 in einer axialen Seitenfläche des Fortsatzes 33 des Gehäuses können diese ebenso an der axialen Seitenfläche des Verzahnungsträgers ausgebildet werden, welche im Zusammenwirken mit dem Fortsatz 33 das nockenwellenabgewandte Axiallager 28a ausbildet.
Alle Ausführungsformen weisen den Vorteil auf, dass die im Stand der Technik beschriebenen Bohrungen, die sich von der Nabe des Abtriebselements bis zur Radiallagerstelle erstrecken, durch einfache und kostengünstig herzustellende Strukturen, Zahnlücken 29a, Bohrungen 29b oder sich axial erstreckende Nuten 34, ersetzt werden. Dadurch wird die Prozesssicherheit erhöht und der Montageaufwand gesenkt, was insgesamt zu niedrigeren Herstellungskosten führt. Weiterhin wird vermieden, dass Verunreinigungen, wie Bohrkappen oder Späne, in den Schmiermittelkanälen 29 zurückbleiben.

1: Vorrichtung
2: Taumelscheibengetriebe
3: Kegelrad
3a: Bauteil
4: Abtriebselement
5: Taumelscheibe
6: erster Zahnkranz
7: zweiter Zahnkranz
8: dritter Zahnkranz
9: Verzahnungsträger
10: vierter Zahnkranz
11: Nockenwelle
12: erstes Befestigungsmittel
12a: Befestigungsschraube
12b: zweite Befestigungsmittel
13: Antriebsrad
14: Gehäuse
14a: Hohlraum
15: erstes Wälzlager
16: Verstellwelle
17: Kupplungselement
18: zweites Wälzlager
19: Hohlwelle
19a: Welle
20: Ringkanal
21: Nockenwellenlager
22: Radialöffnung
23: Einprägung
24: Klemmfläche
25: Radialspalt
26: erste Radiallagerfläche
27: zweite Radiallagerfläche
28: Radiallager
28a: Axiallager
29: Schmiermittelkanal
29a: Zahnlücke
29b: Bohrung
30: Schulter
31: Schmiermitteltasche
32: Ringnut
33: Fortsatz
34: Nut
35: Anschlagscheibe
100: Brennkraftmaschine
101: Kurbelwelle
102: Kolben
103: Zylinder
104: Zugmitteltrieb
105: Zugmitteltrieb
106: Einlassnockenwelle
107: Auslassnockenwelle
108: Nocke
109: Nocke
110: Einlassgaswechselventil
111: Auslassgaswechselventil

Claims

Vorrichtung (1) zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine (100) mit einem mit einer Kurbelwelle (101) in Antriebsverbindung stehenden Antriebsrad (13), und mit einem Taumelscheibengetriebe (2), welches zumindest ein Gehäuse (14), eine Taumelscheibe (5) und ein mit einer Nockenwelle (11) in Antriebsverbindung stehendes Abtriebselement (4) aufweist, wobei das Gehäuse (14) und das Abtriebselement (4) einen ringförmigen Hohlraum (14a) definieren, in dem die Taumelscheibe (5) angeordnet ist und wobei das Antriebsrad (13) und/oder das Gehäuse (14) drehbar zum Abtriebselement (4) mittels eines Radiallagers (28) auf diesem gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Radiallager (28) Schmiermittel aus dem Bereich des ringförmigen Hohlraums (14a) des Taumelscheibengetriebes (2) zugeführt wird.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (28) ein Wälzlager ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Radiallager (28) ein Gleitlager ist, wobei eine erste Radiallagerfläche (26) an einer Außenmantelfläche des Abtriebselements (4) und eine zweite Radiallagerfläche (27) an einer Innenmantelfläche des Gehäuses (14) oder des Antriebsrades (13) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (4) mit zumindest einem Schmiermittelkanal (29) versehen ist, der den ringförmigen Hohlraum (14a) mit der zweiten Radiallagerfläche (27) verbindet und über den die Schmiermittelzuführung zum Radiallager (28) erfolgt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkanal (29) mittels einer Bohrung (29b) realisiert ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkanal (29) durch eine Zahnlücke (29a) eines Zahnkranzes (10) des Abtriebselements (4) realisiert ist, wobei die Zahnlücke (29a) sich bis zur ersten Radiallagerfläche (26) erstreckt und diese durchschneidet.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkanal (29) radiallagerseitig in eine Schmiermitteltasche (31) mündet, die an der ersten Radiallagerfläche (26) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltasche (31) als Ringnut (32) ausgebildet ist, die um die erste Radiallagerfläche (26) in Umfangsrichtung umläuft.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkanal (29) radiallagerseitig in einer Schmiermitteltasche (31) mündet, die an der zweiten Radiallagerfläche (27) ausgebildet ist, wobei die Schmiermitteltasche (31) als Ringnut (32) ausgebildet ist, die um die zweite Radiallagerfläche (27) in Umfangsrichtung umläuft.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelkanal (29) durch eine in das Gehäuse (14) oder das Abtriebselement (4) eingebrachte radial verlaufende Nut (34) realisiert ist, die sich von der ersten Radiallagerfläche (26) bis zu dem Hohlraum (14a) erstreckt.
Vorrichtung (1) zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine (100) mit einem Taumelscheibengetriebe (2), welches zumindest eine Taumelscheibe (5) und ein mit einer Nockenwelle (11) in Antriebsverbindung stehendes Abtriebselement (4) aufweist, wobei die Taumelscheibe (5) auf einer Verstellwelle (16) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Taumelscheibengetriebe (2) Schmiermittel über einen Radialspalt (25) zwischen dem Abtriebselement (4) und der Verstellwelle (16) zugeführt wird.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialspalt (25) derart ausgebildet ist, dass er als Drossel wirkt.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellwelle (16) mittels eines zweiten Wälzlagers (18) auf einer Welle (19a) gelagert ist, das Schmiermittel an einer äußeren Begrenzungsfläche der Welle (19a) in den Radialspalt (25) eintritt und dass auf Grund der Drosselwirkung des Radialspalts (25) dem zweiten Wälzlager (18) Schmiermittel zugeführt wird.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Radialspalts (a, b) kleiner gleich 2mm ist.