DE102008006198A1 - Rotary piston displacement device for rotary angle adjustment of camshaft opposite crankshaft, has drive gear driven by crankshaft, where another light metal drive gear is connected with camshaft in torque proof manner - Google Patents

Rotary piston displacement device for rotary angle adjustment of camshaft opposite crankshaft, has drive gear driven by crankshaft, where another light metal drive gear is connected with camshaft in torque proof manner Download PDF

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Abstract

The rotary piston displacement device has a drive gear (2) driven by a crankshaft, where another light metal drive gear (3) is connected with a camshaft (1) in a torque proof manner. A casing (6) is provided for fastening the drive gear at the camshaft. The casing and the camshaft has an identical temperature expansion coefficient.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenverstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle, mit einem von der Kurbelwelle antreibbaren Antriebsrad, einem drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Abtriebsrad aus Leichtmetall und einer Hülse zur Befestigung des Abtriebsrades an der Nockenwelle.The The invention relates to a rotary piston adjusting device for adjusting the rotational angle a camshaft relative to a crankshaft, with one of the crankshaft drivable drive wheel, a rotationally fixed with the Camshaft connected output wheel made of light metal and a sleeve for fixing the output gear to the camshaft.

Aus der DE 101 34 320 A1 ist eine gattungsbildende Rotationskolbenverstelleinrichtung bekannt, bei der das Abtriebsrad aus Leichtmetall und die Nockenwelle aus Stahl gebildet sind. Das Abtriebsrad ist hier mittels einer Hülse und einer Zentralschraube mit der Nockenwelle verbunden. Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, dass das aus Leichtmetall ausgebildete Antriebsrad und die aus Stahl ausgebildete Nockenwelle sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten unterschiedlich ausdehnen, so dass die Verbindung zwischen dem Abtriebsrad und der Nockenwelle bei wechselnden Temperaturen einer Wechselbeanspruchung unterliegt und sich lösen kann.From the DE 101 34 320 A1 is a generic rotary piston adjusting known, in which the driven wheel made of light metal and the camshaft are made of steel. The output gear is connected here by means of a sleeve and a central screw with the camshaft. A disadvantage of this solution, however, is that the formed of light metal drive wheel and the camshaft formed of steel expand differently due to their different thermal expansion coefficients, so that the connection between the driven gear and the camshaft is subject to alternating temperatures of alternating stress and can be solved.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Rotationskolbenverstelleinrichtung zu schaffen, welche auch bei wechselnden Temperaturen auf Dauer einen sicheren Verbund zwischen Antriebsrad und Nockenwelle aufweisen soll.task The invention is a generic Rotationskolbenverstelleinrichtung to create, which even with changing temperatures in the long run have a secure bond between the drive wheel and the camshaft should.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Rotationskolbenverstelleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The Solution of the task is done by a Rotationskolbenverstelleinrichtung with the features of claim 1. Advantageous training and further education are to be taken from the subclaims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Hülse und die Nockenwelle einen im Wesentlichen identischen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen, so dass ihr Ausdehnungsverhalten bei Erwärmung identisch ist und keine Spannungen zwischen beiden Teilen auftreten.According to the invention suggested that the sleeve and the camshaft a have substantially identical coefficients of thermal expansion, so that their expansion behavior when heated identically is and no tensions between the two parts occur.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Abtriebsrad aus einem Sinterwerkstoff hergestellt ist und die Hülse durch Aufschmelzen der Oberflächen der Hülse und/oder des Sinterwerkstoffes mit dem Abtriebsrad verbindbar ist.It It is further proposed that the output gear of a sintered material is made and the sleeve by melting the surfaces of Sleeve and / or the sintered material with the output gear is connectable.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Abtriebsrad über die Hülse direkt mit der Nockenwelle verbunden ist, d. h. dass eine im Stand der Technik vorgesehene Zentralschraube entfällt. Damit vereinfacht sich der konstruktive Aufbau und Montage der Rotationskolbenverstelleinrichtung.Further It is suggested that the output gear on the sleeve is directly connected to the camshaft, d. H. that one in the state the technique provided central screw is eliminated. In order to simplifies the structural design and installation of Rotationskolbenverstelleinrichtung.

Als einfache und kostengünstige Arten der Verbindung von Hülse und Nockenwelle wird vorgeschlagen, beide Teile zu verschweißen, zu verpressen oder zu verschrauben.When simple and inexpensive ways of connecting sleeve and camshaft is proposed to weld both parts, to be pressed or screwed.

Die Hülse kann vorzugsweise einen höheren Verformungswiderstand aufweisen als das Abtriebsrad, so dass die durch die Verbindung zwischen dem mit der Hülse versehenen Abtriebsrad und der Nockenwelle entstehenden Material spannungen im wesentlichen von der Hülse aufgenommen werden und das aus Leichtmetall hergestellte Abtriebsrad nicht belastet wird.The Sleeve may preferably have a higher deformation resistance have as the output gear, so that through the connection between the sleeve provided with the driven gear and the Camshaft resulting material stresses essentially from the sleeve are received and made of light metal Output gear is not loaded.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier bevorzugten Ausführungsbeispiele näher beschrieben, wobei die Zeichnungen im Einzelnen zeigen:following the invention is based on two preferred embodiments described in more detail, the drawings show in detail:

1 Rotationskolbenverstelleinrichtung mit über eine Zentralschraube an der Nockenwelle befestigtem Abtriebsrad 1 Rotary piston adjusting device with a driven wheel fixed to the camshaft via a central screw

2 Rotationskolbenverstelleinrichtung mit einem Abtriebsrad mit einer direkt auf der Nockenwelle befestigten Hülse 2 Rotationskolbenverstelleinrichtung with a driven wheel with a directly attached to the camshaft sleeve

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem ein von einer Kurbelwelle angetriebenes Antriebsrad 2, und ein drehfest mit einer Nockenwelle 1 verbundenes Abtriebsrad 3 zu erkennen ist. Das Antriebsrad 2 überträgt die Drehbewegung auf das Abtriebsrad 3 über nicht dargestellte Druckräume. Durch die Steuerung des Druckes in den Druckräumen kann dann die Relativstellung zwischen dem Antriebsrad 2 und dem Abtriebsrad 3 verändert werden. Dieser Mechanismus ist hier nicht dargestellt, da er im Stand der Technik hinreichend bekannt ist und hier nicht zu der Erfindung gehört. Das Abtriebsrad 3 ist mit einer Hülse 6 verschweißt und über diese mit einer Zentralschraube 5 an der Nockenwelle 1 befestigt. Die Hülse 6 und die Nockenwelle 1 sind aus einem Werkstoff mit identischen Temperaturausdehnungskoeffizienten hergestellt, so dass zwischen den beiden Teilen keine Spannungen bei Erwärmung entstehen können.In 1 a first embodiment is shown in which a driven by a crankshaft drive wheel 2 , and a non-rotatable with a camshaft 1 connected output gear 3 can be seen. The drive wheel 2 transfers the rotary motion to the output gear 3 not shown pressure chambers. By controlling the pressure in the pressure chambers then the relative position between the drive wheel 2 and the output gear 3 to be changed. This mechanism is not shown here because it is well known in the art and does not belong to the invention here. The driven wheel 3 is with a sleeve 6 welded and over this with a central screw 5 on the camshaft 1 attached. The sleeve 6 and the camshaft 1 are made of a material with identical coefficients of thermal expansion, so that no tensions can arise between the two parts when heated.

In 2 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, bei der das Abtriebsrad 3 mit der Hülse 6 direkt auf der Nockenwelle 1 verschweißt, verpresst oder verschraubt ist. Die Hülse 6 ist radial innenseitig an der Bohrung, in die die Nockenwelle 1 einführbar ist, angeordnet und nimmt dadurch die beim Verpressen, Verschrauben, Verschweißen in das Bauteil eingeleiteten Radial- und Axialspannungen auf, und verhindert damit, dass das Antriebsrad 3 belastet wird. Die Hülse 6 liegt flächig an der Nockenwelle 1 an und besitzt erfindungsgemäß einen im Wesentlichen identischen Temperaturausdehnungskoeffizienten wie die Nockenwelle 1. Bei Temperaturschwankungen erfahren beide Teile damit eine im Wesentlichen gleiche Längung bzw. Verkürzung, so dass keine Spannungen zwischen den Teilen entstehen können. Aufgrund der Verwendung der Hülse 6 kann nun in vorteilhafter Weise auf die Zentralschraube 5 verzichtet werden, obwohl das Abtriebsrad 3 und die Nockenwelle 1 aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind. Sofern das Abtriebsrad 3 aus einem Leichtmetall, z. B. Aluminium, in einem Sinterprozess hergestellt ist, bietet es sich an, die Hülse 6 bereits in dem Sinterprozess mit dem Abtriebsrad zu verbinden. Der Sinterprozess für Aluminium läuft im Wesentlichen in den folgenden Schritten ab, wobei selbstverständlich in Abweichung davon auch der ein oder andere Schritt entfallen oder zusätzliche Schritte vorgesehen sein können: – Pressen des Aluminium-Pulvers zu einem Grünling – Entwachsen – Sintern – Kalibrieren – Wärmebehandeln – Rissprüfung – Beschichten. Die Hülse 6 wird bereits in den Grünling eingelegt, so dass die Hülse 6 sich während des Sinterns durch lokales Aufschmelzen oder Diffusion mit dem Abtriebsrad 3 verbindet.In 2 an alternative embodiment is shown in which the output gear 3 with the sleeve 6 directly on the camshaft 1 welded, pressed or screwed. The sleeve 6 is radially inside of the hole in which the camshaft 1 is introduced, arranged and thereby absorbs the introduced during the pressing, screwing, welding in the component radial and axial stresses, and thus prevents the drive wheel 3 is charged. The sleeve 6 lies flat on the camshaft 1 and according to the invention has a substantially identical temperature expansion coefficient as the camshaft 1 , With temperature fluctuations, both parts experience a substantially equal lengthening or shortening, so that no Tensions between the parts can arise. Due to the use of the sleeve 6 can now advantageously on the central screw 5 be waived, although the output gear 3 and the camshaft 1 made of different materials. If the output gear 3 made of a light metal, z. As aluminum, is made in a sintering process, it is advisable, the sleeve 6 Already in the sintering process to connect with the output gear. The sintering process for aluminum essentially takes place in the following steps, although, of course, in deviation from this, one or the other step can be dispensed with or additional steps can be provided: pressing the aluminum powder into a green compact dewaxing sintering calibrating heat treatment Crack test - coating. The sleeve 6 is already inserted in the green compact, leaving the sleeve 6 during sintering by local melting or diffusion with the driven wheel 3 combines.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10134320 A1 [0002] - DE 10134320 A1 [0002]

Claims (7)

Rotationskolbenverstelleinrichtung zur Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle (1) gegenüber einer Kurbelwelle, mit einem von der Kurbelwelle antreibbaren Antriebsrad (2) und einem drehfest mit der Nockenwelle (1) verbundenen Abtriebsrad (3) aus Leichtmetall und einer Hülse (6) zur Befestigung des Abtriebsrades (3) an der Nockenwelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) und die Nockenwelle (1) einen im wesentlichen identischen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen.Rotary piston adjusting device for adjusting the angle of rotation of a camshaft ( 1 ) relative to a crankshaft, with a driven by the crankshaft drive wheel ( 2 ) and a rotationally fixed with the camshaft ( 1 ) connected output gear ( 3 ) made of light metal and a sleeve ( 6 ) for attachment of the output gear ( 3 ) on the camshaft ( 1 ), characterized in that the sleeve ( 6 ) and the camshaft ( 1 ) have a substantially identical temperature expansion coefficient. Rotationskolbenverstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (3) aus einem Sinterwerkstoff hergestellt ist, und die Hülse (6) durch Aufschmelzen der Oberflächen der Hülse (6) und/oder des Sinterwerkstoffes mit dem Abtriebsrad (3) verbindbar ist.Rotationskolbenverstelleinrichtung according to claim 1, characterized in that the output gear ( 3 ) is made of a sintered material, and the sleeve ( 6 ) by melting the surfaces of the sleeve ( 6 ) and / or the sintered material with the output gear ( 3 ) is connectable. Rotationskolbenverstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (3) über die Hülse (6) direkt mit der Nockenwelle (1) verbunden ist.Rotationskolbenverstelleinrichtung according to any one of the preceding claims, characterized in that the output gear ( 3 ) over the sleeve ( 6 ) directly with the camshaft ( 1 ) connected is. Rotationskolbenverstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) mit der Nockenwelle (1) verschweißt, verpresst oder verschraubt ist.Rotationskolbenverstelleinrichtung according to claim 3, characterized in that the sleeve ( 6 ) with the camshaft ( 1 ) is welded, pressed or screwed. Rotationskolbenverstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) einen höheren Verformungswiderstand aufweist als das Abtriebsrad (3).Rotary piston adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 6 ) has a higher deformation resistance than the output gear ( 3 ). Rotationskolbenverstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (3) aus Aluminium ausgebildet ist.Rotationskolbenverstelleinrichtung according to any one of the preceding claims, characterized in that the output gear ( 3 ) is formed of aluminum. Rotationskolbenverstelleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) und die Nockenwelle (1) aus einem identischen Stahl ausgebildet sind.Rotary piston adjusting device according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve ( 6 ) and the camshaft ( 1 ) are formed of an identical steel.
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