DE102010050814A1

DE102010050814A1 - Getriebeeinrichtung und Nockenwellenversteller mit einer solchen Getriebeeinrichtung

Info

Publication number: DE102010050814A1
Application number: DE201010050814
Authority: DE
Inventors: Jens Schäfer; Mike Kohrs
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2012-05-10
Also published as: WO2012062491A1; EP2638257A1; EP2638257B1

Abstract

Eine Getriebeeinrichtung (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfasst eine Antriebseinheit (4), eine Abtriebseinheit (12) sowie eine Verstelleinheit (2) über welche eine Phasenlage der Abtriebseinheit (12) relativ zur Antriebseinheit (4) veränderbar ist. Ein Gleitlager (28) ist zwischen einer inneren Mantelfläche (30) der Antriebseinheit (4) und einer äußeren Mantelfläche (32) der Abtriebseinheit (12) gebildet, so dass die Antriebseinheit (12) auf der Abtriebseinheit (4) drehbar gelagert ist. Der axiale Bauraum für die Verstelleinheit (2) wird reduziert, indem die Mantelflächen (30, 32) zur Ausbildung von Anschlagelementen (34, 36) zur Winkelbegrenzung beim Verändern der Phasenlage segmentiert ausgestaltet sind und formschlüssig ineinander greifen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Nockenwellenversteller mit einer solchen Getriebeeinrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Zur Verstellung einer Nockenwelle sind aus dem Stand der Technik u. a. elektromechanische Nockenwellenverstellsysteme bekannt. Bei elektromechanischen Nockenwellenverstellsystemen werden üblicherweise Dreiwellengetriebe verwendet, bei denen eine erste Welle des Getriebes, gewöhnlich die Nockenwelle, mit einer zweiten Welle (Nockenwellenkettenrad) eines Verbrennungsmotors verbunden ist. Die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ist mit der Nockenwelle antriebswirksam über das Nockenwellenkettenrad wirksam verbunden. Die Mechanik zum Verbinden der Kurbelwelle mit dem Nockenwellenkettenrad bildet bei einem Dreiwellengetriebe ein Stellglied. Eine dritte Welle, die Verstellwelle, ist mit einem Aktuator (häufig einem elektrischen Verstellmotor) verbunden. Die Verstellwelle dient der Verstellung der relativen Winkellage zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle im Betrieb des Verbrennungsmotors. Beispiele für derartige Dreiwellengetriebe sind Taumelscheibengetriebe und Innenexzentergetriebe, welche in der WO 2006/018080 beschrieben sind. Hierzu gehören auch die aus der WO 2005/080757 bekannten Wellengetriebe und die in der US 2007/0051332 A1 und US 2003/0226534 A1 enthaltenen Getriebe.
Als Aktuatoren in solchen Dreiwellensystemen kommen häufig Elektromotoren zur Verstellung der Verstellwelle zum Einsatz. Es ist aber ebenso möglich, elektrische, mechanische oder hydraulische Bremsen oder rotatorisch oder linear wirkende Elektromagnete, oder Magnetventile (bei hydraulischen Verstellsystemen) zu verwenden, um die Phasenverstellung zu ermöglichen.
Aus der WO 2010/020508 ist ein Nockenwellenversteller mit einem Dreiwellengetriebe zu entnehmen. Der Nockenwellenversteller umfasst ein Kettenrad, welches über eine Kette in Wirkverbindung mit einer Kurbelwelle steht. Im Normalbetrieb eines Verbrennungsmotors treibt die Kurbelwelle über die Steuerkette das Kettenrad mit halber Kurbelwellendrehzahl an. Das Kettenrad stellt somit ein Antriebsrad dar, mit dessen Hilfe eine Nockenwelle, welche die Abtriebswelle ist, angetrieben wird. An der Nockenwelle ist axial zum Kettenrad versetzt eine Anschlagscheibe drehfest angeordnet. Die Anschlagscheibe weist einen Ausschnitt auf, der eine Begrenzung des Verstellbereichs definiert. Der Ausschnitt besitzt winkelförmig voneinander beabstandet einen Frühanschlag und einen Spätanschlag. Am Kettenrad ist eine Anschlagnase vorgesehen, die derart angeordnet ist, dass das Kettenrad und die Anschlagscheibe zwischen den Anschlägen relativ zueinander verdreht werden können. Die Nockenwelle kann über eine Stellwelle innerhalb eines Verstellbereiches, der durch den Abstand bzw. den Winkel zwischen der Anschlagnase und einem der Anschläge definiert ist, verdreht werden. Dazu wird die Stellwelle von einem Elektromotor angetrieben. Während dieser Zeit stehen das Kettenrad und damit auch die Kurbelwelle scheinbar still.
Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass die Anschlagelemente, d. h. der Ausschnitt und die Anschlagnase ausreichend dimensioniert sein müssen, um der Belastung bei Erreichen der Winkelbegrenzung im Normalbetrieb sowie bei kollisionsartigen Zuständen in Folge Steuerungsfehlern standzuhalten. Für die Anschlagelemente, die axial versetzt zum Stellglied sind, ist deshalb ein gewisser axialer Bauraum erforderlich. Dies führt zu einer Zunahme des Gewichts der Getriebeeinrichtung. Ferner werden unter Umständen mehr Teile und/oder mehr Arbeitsschritte bei der Herstellung der Getriebeeinrichtung benötigt. Je nach Anwendung steht häufig nur ein definierter Bauraum für das Verstellgetriebe der Getriebeeinrichtung zur Verfügung. Um die Anschlagelemente mit einer ausreichenden Größe auszubilden und diese im Bauraum des Verstellgetriebes unterzubringen, müssen dann eine Antriebseinheit und eine Abtriebseinheit der Getriebeeinrichtung kleiner ausgeführt werden, was Nachteile in Bezug auf die Funktionen und die Lebensdauer der Getriebeeinrichtung nach sich zieht.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anschlagelemente einer Getriebeeinrichtung ohne Funktionseinschränkung derart anzuordnen, dass der für die Getriebeeinrichtung benötigte axiale Bauraum reduziert ist.
Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Getriebeeinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebseinheit, eine Abtriebseinheit sowie eine Verstelleinheit über welche eine Phasenlage der Abtriebseinheit relativ zur Antriebseinheit veränderbar ist, wobei ein Gleitlager zwischen einer inneren Mantelfläche der Antriebseinheit und einer äußeren Mantelfläche der Abtriebseinheit gebildet ist, so dass die Antriebseinheit auf der Abtriebseinheit drehbar gelagert ist und wobei die innere Mantelfläche der Antriebseinheit und die äußere Mantelfläche der Abtriebseinheit zur Ausbildung von Anschlagelementen zur Winkelbegrenzung beim Verändern der Phasenlage segmentiert ausgestaltet sind und formschlüssig ineinander greifen.
Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch einen Nockenwellenversteller mit einer solchen Getriebeeinrichtung. Die in Bezug auf die Getriebeeinrichtung nachstehend aufgeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auf den Nockenwellenversteller zu übertragen.
Zur Veränderung der Phasenlage wird die Abtriebseinheit über die Verstelleinheit relativ zur Antriebseinheit verdreht. Um diese relative Drehbewegung zu ermöglichen, ist die Antriebseinheit in der Regel auf einer der Nockenwelle nahe Fortsetzung der Abtriebseinheit drehbar gelagert. Wegen der geringen Herstellungskosten ist der Bereich der Lagerung zwischen der Antrieb- und der Abtriebseinheit als Gleitlager ausgeführt, wobei eine äußere Mantelfläche der Abtriebseinheit auf eine innere Mantelfläche der Antriebseinheit gleitet. Diese Mantelflächen sind im Stand der Technik glattflächig rund und weisen nur geringfügige Unterbrechungen auf, z. B. zur Versorgung des Gleitlagers mit Schmieröl.
Die Erfindung basiert auf der Idee den Bereich der Gleitlagerung zur Unterbringung der Anschlagelemente zu nutzen, wodurch der axiale Bauraum für die Verstelleinheit verkürzt wird. Die Gleitlagerung muss bezüglich ihrer Abmessung entsprechend der äußeren Last ausreichend tragfähig sein, daher ist eine große Lagerbreite in Axialrichtung anzustreben. Die großzügige Dimensionierung der Gleitlagerung bietet somit die Möglichkeit, an den Mantelflächen, zwischen denen die Gleitlagerung stattfindet, die Anschlagelemente auszubilden, wobei die verbleibende Mantelfläche entsprechend der Tragfähigkeit des Lagers ausreichend groß bleibt.
Bevorzugt umfasst die Antriebseinheit ein Antriebshohlrad und die innere Mantelfläche ist die des Hohlrads. Im Falle eines Nockenwellenverstellers ist ein Kettenrad der Antriebseinheit mit einem Antriebshohlrad fest verbunden, z. B. über eine Schweiß- oder Schraubverbindung. Die äußere Mantelfläche der Abtriebseinheit, die an die innere Mantelfläche des Antriebshohlrads gleitet, ist insbesondere durch einen Abtriebsring ausgebildet, der ebenfalls ein Hohlrad ist und mittelbar mit der Nockenwelle verbunden ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist an einer der Mantelfläche mindestens eine Tasche und an der anderen Mantelfläche eine radial vorstehende Anschlagnase ausgebildet. Insbesondere sind an einer der Mantelflächen drei solche Taschen vorgesehen und an der anderen Mantelfläche sind entsprechend drei Anschlagnasen ausgebildet. Anstelle von Anschlagnasen können alternativ z. B. Stifte vorgesehen sein, die in die Taschen greifen. Durch die mehrfache Ausführung der Anschlagelemente, d. h. der Taschen und der Anschlagnasen, wird die Kraft, der sie beim Anschlag ausgesetzt sind, proportional aufgeteilt. Somit kann jedes der Anschlagelemente relativ klein ausgeführt werden und bleibt trotzdem der äußeren Last ausreichend tragfähig. Die Taschen überstreichen einen Winkelbereich von ca. 40° bis 70°, insbesondere von 60°. Die Breite der Anschlagnasen in Umfangsrichtung betrachtet ist ca. 3 bis 4 Mal kleiner als die Breite der Taschen.
Die Anschlagelemente können sich durchgängig über die gesamte axiale Breite des Gleitlagers erstrecken. Im Hinblick auf einen besonders tragfähigen Aufbau der Antriebs- und Abtriebseinheit erstrecken sich die Anschlagelemente in Axialrichtung jedoch bevorzugt über ein Teil des Gleitlagers, so dass ausreichend Platz für die Gleitlagerung vorhanden ist. Alternativ können die Taschen sich durchgängig über die gesamte Breite des Gleitlagers erstrecken, während die Anschlagnasen axial z. B. nur halb so breit sind wie die Taschen.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist im Bereich des Gleitlagers ein Festschmierstoff vorgesehen. Dadurch ist das Gleitlager über die Getriebelebensdauer feststoffgeschmiert, um mögliche Einschränkungen in der Verstellgeschwindigkeit durch gestautes Schmieröl zu vermeiden. Beispielsweise werden in eine poröse Oberfläche im Bereich der Mantelflächen, welche poröse Oberfläche bei Sintermetallen üblich ist, Festschmierstoffe wie Fett oder Graphit eingebracht.
Bei einer hohen Auftreffgeschwindigkeit der Anschlagnasen auf die Anschlagflächen der Taschen können hohe Lasten auftreten, die zu einer Beschädigung des Getriebemechanismus führen können. Um dies zu vermeiden, sind gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung Mittel zur Ausbildung einer Anschlagdämpfung für die Anschlagelemente vorgesehen. Die Anschlagdämpfung ist z. B. mechanisch oder hydraulisch.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Anschlagdämpfung eine hydraulische Anschlagdämpfung mit einem hydraulischen Dämpfungsmittel. Das hydraulische Dämpfungsmittel ist insbesondere ein Schmieröl, das zum Schmieren der gleitenden Mantelflächen im Bereich der Gleitlagerung verwendet wird. Das zur Schmierung durch die Fliehkraft oder durch spezielle Ölkanäle zum Gleitlager beförderte Öl sammelt sich in den Taschen und wird ab einem bestimmten Winkel, der ein Bremsfenster definiert, zwischen den Anschlagnasen und der jeweiligen Anschlagfläche gestaut und komprimiert. Dazu sind die Seitenflächen der Taschen weitestgehend geschlossen bzw. abhängig vom Winkel bis zum Anschlag verjüngend ausgeführt. Somit wird der Ölabfluss immer weiter gedrosselt bzw. bis auf die Abströmung durch Leckagespalte ganz verdichtet. Es bildet sich ein Ölkissen aus, das die Anschlagnase im Anschlag welch auffängt. Die Verstellgeschwindigkeit wird vor dem eigentlichen mechanischen Anschlag stark heruntergebremst, so dass durch die Dämpfung die Belastung der Anschlagelemente minimiert ist. Im Gegensatz zu einem mechanisch angefederten Anschlag zur Reduzierung der Auftreffenergie ist der Vorteil der hydraulischen Anschlagdämpfung darin zu sehen, dass die Antriebseinheit und die Abtriebseinheit im Montagezustand ohne Öl mühelos zur Steuerzeiteneinstellung auf den Anschlag gedrückt und gehalten werden können, während bei einer Feder permanent gegen die Federkraft gedrückt werden muss. Wenn im Betrieb ein Sollwinkel innerhalb des Bremsfensters eingestellt ist, muss nicht zur Kompensation der Anschlagfeder permanent Energie in das System eingespeist werden.
Bevorzugt ist eine Getriebeeinrichtung vorgesehen, umfassend eine Antriebseinheit und eine Abtriebseinheit, die relativ zueinander rotierbar sind, wobei eine Tasche und eine Anschlagnase als Anschlagelemente zur Winkelbegrenzung beim Verändern einer Phasenlage zueinander vorgesehen sind, die den beiden Einheiten zugeordnet sind, wobei in der Nähe einer Anschlagfläche der Tasche eine radiale Entlastungsbohrung vorgesehen ist und die Entlastungsbohrung offen für ein hydraulisches Dämpfungsmittel einer hydraulischen Anschlagdämpfung ist, wenn ein der Anschlagnase anliegender radial zurückversetzter Bereich über der Entlastungsbohrung positioniert ist. Wenn die Antriebseinheit und die Abtriebseinheit beispielsweise Teile eines Nockenwellenverstellers sind, die Anschlagnasen an der Antriebseinheit und die Taschen an der Abtriebseinheit ausgebildet sind, bedeutet dies, dass die Entlastungsbohrung hinter einem Steg, der die Anschlagfläche der Tasche bildet, angeordnet ist. Die Entlastungsbohrung erstreckt sich radial über die gesamte Breite der Abtriebseinheit. Die Entlastungsbohrung ist dafür vorgesehen, dass das hydraulische Dämpfungsmittel der Anschlagdämpfung während des Bremsfensters aus der Tasche hinausfließen kann, so dass die Anschlagnase in direkten Kontakt mit der Anschlagfläche kommt. Die Anschlagnase ragt dabei radial nach innen und seitlich von der Anschlagnase ist der Bereich der Antriebseinheit mit einer vergrößerten radialen Tiefe ausgebildet, so dass in diesem Bereich ein Spalt zwischen der Antriebs- und der Abtriebseinheit entsteht, wenn die Anschlagnase auf der Anschlagfläche aufliegt. Durch die Kombination der Entlastungsbohrung in der Abtriebseinheit mit dem radial zurückversetztem Bereich an der Antriebseinheit kann das hydraulische Dämpfungsmittel, das z. B. ein Schmieröl ist, aus der Tasche abgeführt werden.
Ab welchem Zeitpunkt der Winkelverstellung der Abtriebseinheit gegenüber der Antriebseinheit das hydraulische Dämpfungsmittel aus der Tasche herausfließen kann, hängt u. a. von der Anordnung der Entlastungsbohrung in Bezug auf den radial zurückversetzen Bereich ab. Je früher der radial zurückversetzte Bereich die Entlastungbohrung erreicht, umso früher beginnt der Prozess des Abführens des hydraulischen Dämpfungsmittels. Durch die Anordnung der Entlastungsbohrung, den Bohrungsdurchmesser und die entsprechende Größe des radial zurückversetzten Bereichs seitlich der Anschlagnase, kann somit die Dämpfwirkung der hydraulischen Anschlagdämpfung eingestellt werden. Zweckdienlicherweise erreicht der radial zurückversetzte Bereich die Entlastungsbohrung, wenn zwischen der Anschlagfläche in der Nähe der Entlastungsbohrung und einer der Anschlagfläche zugewandten Seite der Anschlagnase ein Winkel von ca. 3° bis 5° eingestellt ist.
Das Abführen eines hydraulischen Dämpfungsmittels über die Entlastungsbohrung ist für sich gesehen eine eigenständige Erfindung, die unabhängig von der Integration der Anschlagelemente in die Gleitflächen zwischen der Antriebseinheit und der Abtriebseinheit ist. Die Einreichung einer Teilanmeldung auf diesen Aspekt bleibt somit vorbehalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
1 in einer Längsschnittdarstellung eine Getriebeeinrichtung,
2 eine Vergrößerung eines Gleitlagers der Getriebeeinrichtung gemäß 1,
3 in einer Querschnittdarstellung ein Gleitlager mit integrierten Anschlagelementen gemäß einer ersten Ausführung,
4 ein Gleitlager mit integrierten Anschlagelementen gemäß einer zweiten Ausführung in einer Querschnittdarstellung,
5 in einer perspektivischen Darstellung ein Antriebsrad mit an einer inneren Mantelfläche ausgebildeten Taschen,
6–7 das Prinzip einer hydraulischen Anschlagdämpfung mit Entlastungsbohrungen zum Abführen eines hydraulischen Dämpfungsmittels in einer Querschnittdarstellung,
8–11 eine Vergrößerung des Ausschnitts I gemäß 6 in vier verschiedenen Winkelstellungen.
Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In der Längsschnittdarstellung gemäß 1 ist ein Nockenwellenversteller 1 gezeigt, in dem eine Getriebeeinrichtung 2 nach dem Prinzip des 3-Wellen-Getriebes eingebaut ist. Die Getriebeeinrichtung 2 umfasst eine Antriebseinheit 4, die ein Kettenrad 6, das ein Antriebsrad ist, sowie ein Antriebshohlrad 8 umfasst, die fest miteinander verbunden sind und somit eine funktionelle Einheit bilden. Die Getriebeeinrichtung 2 umfasst weiterhin eine einer Nockenwelle 10 zugeordnete Abtriebseinheit 12. Die Abtriebseinheit 12 weist eine Abtriebscheibe 14 sowie einen Abtriebsring 16 auf, der ebenfalls ein Hohlrad ist und über die Abtriebscheibe 14 fest mit der Nockenwelle 10 verbunden ist. Die Antriebseinheit 4 und die Abtriebseinheit 12 bilden gemeinsam ein Getriebe 18, das über einen Aktuator, im gezeigten Ausführungsbeispiel ein elektrischer Verstellmotor 20 einer Verstelleinheit 22, verstellt wird. Die Verstelleinheit 22 ist Bestandteil der Getriebeeinrichtung 2, also des 3-Wellen-Getriebes. Die Verstelleinheit 22 ist über eine Verstellwelle 24 vom Verstellmotor 20 angetrieben. Der Verstellmotor 20 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel fest an einem Zylinderkopf 26 montiert.
Über die Verstelleinheit 22 wird die Abtriebseinheit 12 zur Änderung der Phasenlage gegenüber der Antriebseinheit 4 bei einer feststehenden Antriebseinheit 4 rotiert, so dass der relative Winkel zwischen der Antriebseinheit 4 und der Abtriebseinheit 12 verstellt wird. Bei dieser Verstellbewegung der Abtriebseinheit 12 gleitet der Abtriebsring 16 an das Antriebshohlrad 8, so dass in diesem Bereich ein Gleitring gebildet ist, der in der Vergrößerung gemäß 2 mit dem Bezugszeichen 28 angedeutet ist. Der Gleitring 28 ist zwischen einer inneren Mantelfläche 30 der Antriebseinheit 4 und einer äußeren Mantelfläche 32 der Abtriebseinheit 12 gebildet. Im Hinblick auf einen störungsfreien Betrieb des Gleitrings 28 ist zwischen den beiden Mantelflächen 30, 32 ein Schmiermittel vorgesehen, insbesondere ein Öl, wobei ausreichend Gleitlagerspiel in axiale sowie radiale Richtung vorhanden ist.
Im Gleitlager 28 sind Anschlagelemente zur Winkelbegrenzung beim Verändern der Phasenlage der Abtriebseinheit 12 und der Antriebseinheit 4 zueinander integriert. Aus diesem Grund sind gemäß 3 im Antriebshohlrad 8 der Antriebseinheit 4 drei Taschen 34 ausgebildet, in welche Anschlagnasen 36 des Abtriebsrings 16 der Abtriebseinheit 12 hineingreifen. In Umfangsrichtung sind die Taschen 24 durch zwei Anschlagflächen 38 begrenzt. Jede der drei Taschen 34 überstreicht ein Winkelbereich von ca. 60°. Die Anschlagnasen 36 hingegen überstreichen einen Winkelbereich von ca. 10°, so dass ihre Breite viel geringer ist als die der Taschen 34. Das Gleitlager 38 ist gemäß 3 radial weiter innen als der Anschlag im Bereich der Anschlagflächen 38 ausgebildet.
Die Ausführungsvariante des Gleitlagers 28 gemäß 4 unterscheidet sich von der gemäß 3 lediglich dadurch, dass die Anschlagnasen 36 antriebsseitig und die Taschen 34 abtriebsseitig ausgebildet sind. Durch diese Anordnung der Anschlagelemente 34, 36 befindet sich das Gleitlager 28 radial weiter außen als die Anschlagpunkte.
Die Taschen 34 und die Anschlagnasen 36 können sich durchgängig über die gesamte axiale Breite des Gleitlagers 28 erstrecken. Wie aus 5 ersichtlich, können die Taschen 34 jedoch partielle Ausnehmungen an der inneren Mantelfläche 30 der Antriebseinheit 4 darstellen. Die Tasche 34 in 5 ist in Umfangsrichtung durch einen verbleibenden Lagersteg 40 begrenzt, dessen der Tasche 34 zugewandten Fläche die Anschlagfläche 38 bildet.
Zum Abbremsen der Geschwindigkeit der Anschlagnasen 36 bei ihrem Anschlag auf die Anschlagfläche 38 ist zudem eine hydraulische Anschlagdämpfung vorgesehen, bei der ein Schmieröl für das Gleitlager 28 ein Schmierölkissen zwischen der Anschlagnase 36 und der Anschlagfläche 38 bildet. Im normalen Betriebsbereich, d. h. im Winkelbereich bevor das Bremsfenster erreicht, fließt das Schmieröl durch die Spalte im Bereich der Axiallager zwischen den Seitenflächen des Abtriebsrings 16 und des Antriebskolbens 8 bzw. zwischen den Seitenflächen des Abtriebsrings 16 und des Kettenrads 6, was in 8 durch Pfeile angedeutet ist.
Wenn sich die Anschlagnasen 36 auf die jeweilige Anschlagfläche 38 zu bewegen, die in 6 bis 11 rechts von der Anschlagnase ist, wird das Schmieröl, das die Rolle eines hydraulischen Dämpfungsmittel spielt, ab einem bestimmten Winkel, der ein Bremsfenster definiert, gestaut und komprimiert. Dies ist in der zweiten Vergrößerung des Ausschnitts I gemäß 9 gezeigt.
Beim Eintritt ins Bremsfenster kann das Schmieröl nicht mehr abfließen, so dass es eingeschlossen und teilweise komprimiert wird und dadurch ein elastisches Ölpolster oder ein Ölkissen 42 entsteht. Wenn die Anschlagnase 36 sich weiter auf die Anschlagfläche 38 zu bewegt, öffnet nach einem Einfederweg eine Entlastungsbohrung 44. Zwischen der Anschlagfläche 38 und der Entlastungsbohrung 44 ist ein Steg 48 ausgebildet, der einen Winkelbereich zwischen 3° und 5° überstreicht. Der an die Anschlagnase 36 angrenzende Bereich 46 der inneren Mantelfläche 30 weist eine vergrößerte radiale Tiefe als die innere Mantelfläche 30 an der der Entlastungsbohrung 44 abgewandten Seite der Anschlagnase 36 oder im Bereich des Gleitlagers 28 auf. Wenn der radial zurückversetzte Bereich 46 über der Entlastungsbohrung 44 positioniert ist, wird das eingeschlossene Öl gedrosselt aus der Tasche 34 herausgedrückt. Diese Situation ist in 10 gezeigt.
In 7 und 11 ist eine Endstellung „Spät” beim Verstellen der Abtriebseinheit 12 gegenüber der Antriebseinheit 4 gezeigt, bei der die Anschlagnase 36 an die Anschlagfläche 38 anliegt. In dieser Endstellung ist das Schmieröl komplett herausgedrückt. Sobald sich die Anschlagnase 36 weg von der Anschlagfläche 38 bewegt, lüftet sich die Tasche, so dass neues Schmieröl über die Fliehkraft eingebracht wird.
Bei der Anordnung gemäß 6 bis 11 wird die Entlastungsbohrung 44 strömungstechnisch mit der Tasche 34 verbunden, so dass das Schmieröl herausgedrückt werden kann, wenn zwischen der Anschlagfläche 38 und einer der Anschlagfläche 38 zugewandten Seite der Anschlagnase 36 ein Winkel zwischen 3° und 5° eingestellt ist. Analog wäre auch eine axiale Ablaufsteuerung des Dämpfungsmittels möglich, insbesondere durch axiale Ausnehmungen in den Seitenflächen bzw. durch Axialbohrungen.
Beim Verstellen der Abtriebseinheit 12 in Richtung „Früh” bildet sich anfänglich ebenfalls ein Ölkissen, das über hier nicht näher gezeigte Öffnungen axial abfließen kann, so dass auch in diesem Fall die Anschlagnase 36 den Anschlagfläche 38 erreicht. Alternativ können auch in der Nähe des „Früh”-Anschlags radiale Entlastungsbohrungen 44 vorgesehen sein.
Die hydraulische Anschlagdämpfung beim Verstellen der relativen Winkellage zwischen einer Antriebseinheit und einer Abtriebseinheit ist gemäß 6 bis 11 für den Fall erläutert, in dem die Anschlagelemente 34, 36 zur Winkelbegrenzung der Antriebseinheit 4 und der Abtriebseinheit 12 zueinander im Gleitlager 28 integriert sind. Das oben beschriebene Prinzip der Anschlagdämpfung ist jedoch auf alle anderen Anordnungen übertragbar, bei denen die Winkelbegrenzung über einen mechanischen Anschlag erfolgt. Um die Funktionalität der hydraulischen Anschlagdämpfung zu gewährleisten, ist es somit nicht erforderlich, dass die Anschlagelemente 34, 36 im Bereich einer Gleitlagerung und insbesondere im Bereich des Gleitlagers 28 zwischen der Antriebseinheit 4 und der Abtriebseinheit 12 angeordnet sind.
Bezugszeichenliste

1: Nockenwellenversteller
2: Getriebeeinrichtung
4: Antriebseinheit
6: Kettenrad
8: Antriebshohlrad
10: Nockenwelle
12: Abtriebseinheit
14: Abtriebsscheibe
16: Abtriebsring
18: Getriebe
20: Verstellmotor
22: Verstelleinheit
24: Verstellwelle
26: Zylinderkopf
28: Gleitlager
30: innere Mantelfläche
32: äußere Mantelfläche
34: Tasche
36: Anschlagnase
38: Anschlagfläche
40: Lagersteg
42: Schmierölkissen
44: Entlastungsbohrung
46: Bereich
48: Steg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2006/018080 [0002]
WO 2005/080757 [0002]
US 2007/0051332 A1 [0002]
US 2003/0226534 A1 [0002]
WO 2010/020508 [0004]

Claims

Getriebeeinrichtung (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebseinheit (4), eine Abtriebseinheit (12) sowie eine Verstelleinheit (2) über welche eine Phasenlage der Abtriebseinheit (12) relativ zur Antriebseinheit (4) veränderbar ist, wobei ein Gleitlager (28) zwischen einer inneren Mantelfläche (30) der Antriebseinheit (4) und einer äußeren Mantelfläche (32) der Abtriebseinheit (12) gebildet ist, so dass die Antriebseinheit (12) auf der Abtriebseinheit (4) drehbar gelagert ist und wobei die Mantelflächen (30, 32) zur Ausbildung von Anschlagelementen (34, 36) zur Winkelbegrenzung beim Verändern der Phasenlage segmentiert ausgestaltet sind und formschlüssig ineinander greifen.
Getriebeeinrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei die Antriebseinheit (4) ein Antriebshohlrad umfasst und die innere Mantelfläche (30) die des Hohlrads ist.
Getriebeeinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei an einer der Mantelflächen (30, 32) mindestens eine Tasche (34) und an der anderen Mantelfläche (30, 32) eine radial vorstehende Anschlagnase (36) ausgebildet ist.
Getriebeeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anschlagelemente (34, 36) sich in Axialrichtung über ein Teil des Gleitlagers (28) erstrecken.
Getriebeeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Bereich des Gleitlagers (28) ein Festschmierstoff vorgesehen ist.
Getriebeeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Mittel (42, 44, 48) zur Ausbildung einer Anschlagdämpfung für die Anschlagelemente (34, 36) vorgesehen sind.
Getriebeeinrichtung (2) nach Anspruch 6, wobei die Anschlagdämpfung eine hydraulische Anschlagdämpfung mit einem hydraulischen Dämpfungsmittel ist, insbesondere mit einem Schmieröl als hydraulisches Dämpfungsmittel.
Getriebeeinrichtung (2) insbesondere nach Anspruch 7, umfassend eine Antriebseinheit (4) und eine Abtriebseinheit (12), die relativ zueinander rotierbar sind, wobei eine Tasche (34) und eine Anschlagnase (36) als Anschlagelemente zur Winkelbegrenzung beim Verändern einer Phasenlage zueinander vorgesehen sind, die den beiden Einheiten (4, 12) zugeordnet sind, wobei in der Nähe einer Anschlagfläche (38) der Tasche (34) eine radiale Entlastungsbohrung (44) vorgesehen ist und die Entlastungsbohrung (44) offen für ein hydraulisches Dämpfungsmittel einer hydraulischen Anschlagdämpfung ist, wenn ein der Anschlagnase (36) anliegender radial zurückversetzter Bereich (46) über der Entlastungsbohrung (44) positioniert ist.
Getriebeeinrichtung (2) nach Anspruch 8, wobei der radial zurückversetzte Bereich (46) die Entlastungsbohrung (44) erreicht, wenn zwischen der Anschlagfläche (38) und einer der Anschlagfläche zugewandten Seite der Anschlagnase (36) ein Winkel von ca. 3° bis 5° eingestellt ist.
Nockenwellenversteller (1) mit einer Getriebeeinrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.