DE102015201363A1 - Camshaft adjusting device - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen ist eine Nockenwellenverstellvorrichtung (1) mit zumindest einer Nockenwelle (2) und einem Nockenwellenversteller (3), wobei der Nockenwellenversteller (3) ein Antriebselement (4) und ein Abtriebselement (5) aufweist, wobei das Antriebselement (4) und das Abtriebselement (5) in einem Winkelbereich zueinander verdrehbar angeordnet sind und das Abtriebselement (5) mit der Nockenwelle (2) drehfest verbunden ist, wobei die drehfeste Verbindung zwischen Abtriebselement (5) und Nockenwelle (2) zumindest ein scheibenförmiges Element (6, 7) zur Ausbildung eines Kugelgelenks aufweist, wobei eine Verliersicherung (8) vorgesehen ist, die das scheibenförmige Element (6, 7) zumindest solange in einer vormontierten Position hält, bis die drehfeste Verbindung ausgebildet worden ist.Proposed is a camshaft adjusting device (1) with at least one camshaft (2) and a camshaft adjuster (3), the camshaft adjuster (3) having a drive element (4) and an output element (5), wherein the drive element (4) and the driven element ( 5) are arranged rotatable relative to each other in an angular range and the output element (5) with the camshaft (2) is rotatably connected, wherein the rotationally fixed connection between the output element (5) and camshaft (2) at least one disc-shaped element (6, 7) for training a ball joint, wherein a captive (8) is provided which holds the disc-shaped element (6, 7) at least as long in a preassembled position until the rotationally fixed connection has been formed.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenverstellvorrichtung.The invention relates to a camshaft adjusting device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Nockenwellenversteller werden in Verbrennungsmotoren zur Variation der Steuerzeiten der Brennraumventile eingesetzt, um die Phasenrelation zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem definierten Winkelbereich, zwischen einer maximalen Früh- und einer maximalen Spätposition, variabel gestalten zu können. Die Anpassung der Steuerzeiten an die aktuelle Last und Drehzahl senkt den Verbrauch und die Emissionen. Zu diesem Zweck sind Nockenwellenversteller in einen Antriebsstrang integriert, über welche ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Nockenwelle übertragen wird. Dieser Antriebsstrang kann beispielsweise als Riemen-, Ketten- oder Zahnradtrieb ausgebildet sein.Camshaft adjusters are used in internal combustion engines for varying the timing of the combustion chamber valves in order to make the phase relation between a crankshaft and a camshaft in a defined angular range, between a maximum early and a maximum late position, variable. Adjusting the timing to the current load and speed reduces fuel consumption and emissions. For this purpose, camshaft adjuster are integrated into a drive train, via which a torque is transmitted from the crankshaft to the camshaft. This drive train may be formed for example as a belt, chain or gear drive.

Bei einem hydraulischen Nockenwellenversteller bilden das Abtriebselement und das Antriebselement ein oder mehrere Paare gegeneinander wirkende Druckkammern aus, welche mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sind. Das Antriebselement und das Abtriebselement sind koaxial angeordnet. Durch die Befüllung und Entleerung einzelner Druckkammern wird eine Relativbewegung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement erzeugt. Die auf zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement rotativ wirkende Feder drängt das Antriebselement gegenüber dem Abtriebselement in eine Vorteilsrichtung. Diese Vorteilsrichtung kann gleichläufig oder gegenläufig zu der Verdrehrichtung sein.In a hydraulic camshaft adjuster, the output element and the drive element form one or more pairs of mutually acting pressure chambers, which can be acted upon by hydraulic fluid. The drive element and the output element are arranged coaxially. By filling and emptying individual pressure chambers, a relative movement between the drive element and the output element is generated. The rotationally acting on between the drive element and the output element spring urges the drive element relative to the output element in an advantageous direction. This advantage direction can be the same or opposite to the direction of rotation.

Eine Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Flügelzellenversteller. Der Flügelzellenversteller weist einen Stator, einen Rotor und ein Antriebsrad mit einer Außenverzahnung auf. Der Rotor ist als Abtriebselement meist mit der Nockenwelle drehfest verbindbar ausgebildet. Das Antriebselement beinhaltet den Stator und das Antriebsrad. Der Stator und das Antriebsrad werden drehfest miteinander verbunden oder sind alternativ dazu einteilig miteinander ausgebildet. Der Rotor ist koaxial zum Stator und innerhalb des Stators angeordnet. Der Rotor und der Stator prägen mit deren, sich radial erstreckenden Flügeln, gegensätzlich wirkende Ölkammern aus, welche durch Öldruck beaufschlagbar sind und eine Relativdrehung zwischen dem Stator und dem Rotor ermöglichen. Die Flügel sind entweder einteilig mit dem Rotor bzw. dem Stator ausgebildet oder als „gesteckte Flügel“ in dafür vorgesehene Nuten des Rotors bzw. des Stators angeordnet. Weiterhin weisen die Flügelzellenversteller diverse Abdichtdeckel auf. Der Stator und die Abdichtdeckel werden über mehrere Schraubenverbindungen miteinander gesichert. One type of hydraulic phaser is the vane phaser. The vane cell adjuster comprises a stator, a rotor and a drive wheel with an external toothing. The rotor is designed as a driven element usually rotatably connected to the camshaft. The drive element includes the stator and the drive wheel. The stator and the drive wheel are rotatably connected to each other or alternatively formed integrally with each other. The rotor is coaxial with the stator and located inside the stator. The rotor and the stator are characterized by their, radially extending wings, oppositely acting oil chambers, which are acted upon by oil pressure and allow relative rotation between the stator and the rotor. The wings are either formed integrally with the rotor or the stator or arranged as "inserted wings" in designated grooves of the rotor or the stator. Furthermore, the vane cell adjusters have various sealing lids. The stator and the sealing lids are secured together via several screw connections.

Eine andere Bauart der hydraulischen Nockenwellenversteller ist der Axialkolbenversteller. Hierbei wird über Öldruck ein Verschiebeelement axial verschoben, welches über Schrägverzahnungen eine Relativdrehung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement erzeugt. Another type of hydraulic phaser is the axial piston phaser. Here, a displacement element is axially displaced via oil pressure, which generates a helical gear teeth relative rotation between a drive element and an output element.

Eine weitere Bauform eines Nockenwellenverstellers ist der elektromechanische Nockenwellenversteller, der ein Dreiwellengetriebe (beispielsweise ein Planetengetriebe) aufweist. Dabei bildet eine der Wellen das Antriebselement und eine zweite Welle das Abtriebselement. Über die dritte Welle kann dem System mittels einer Stelleinrichtung, beispielsweise ein Elektromotor oder eine Bremse, Rotationsenergie zugeführt oder aus dem System abgeführt werden. Eine Feder kann zusätzlich angeordnet werden, welche die Relativdrehung zwischen Antriebselement und Abtriebselement unterstützt oder zurückführt.Another design of a camshaft adjuster is the electromechanical camshaft adjuster having a three-shaft gear (for example, a planetary gear). One of the shafts forms the drive element and a second shaft forms the output element. About the third wave, the system by means of an adjusting device, such as an electric motor or a brake, rotational energy supplied or removed from the system. A spring may additionally be arranged, which supports or returns the relative rotation between the drive element and output element.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nockenwellenverstellvorrichtung anzugeben, der eine besonders zuverlässige Montage des Nockenwellenversteller mit der Nockenwelle aufweist.The object of the invention is to provide a camshaft adjusting device which has a particularly reliable assembly of the camshaft adjuster with the camshaft.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is solved by the features of claim 1.

Insbesondere bei koaxial angeordneten Nockenwellen, wobei eine Außennockenwelle und eine Innennockenwelle vorhanden sind und die Innennockenwelle innerhalb der Außennockenwelle angeordnet ist, ist eine Verliersicherung der Elemente des Kugelgelenks von Vorteil. Das Kugelgelenk kann bspw. etwaige Lagefehler der beiden Wellen zueinander, welche sich auf die Befestigung auswirken, kompensieren bzw. können diese ausjustiert werden. Somit wird bspw. ein Taumeln des Abtriebselements gegenüber dem Antriebselement vermieden, was auch zu einer Beeinträchtigung der Dichtheit zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement führen könnte. Gleichenfalls kann eine Verkippung zwischen Antriebselement und Abtriebselement, bspw. hervorgerufen durch Lagefehler beider Wellen zueinander, die Funktionalität der Verstellung des Antriebselements zum Abtriebselement beeinträchtigen.In particular, in coaxial camshafts, wherein an outer camshaft and an inner camshaft are present and the inner camshaft is disposed within the outer camshaft, a captive securing the elements of the ball joint is advantageous. The ball joint can, for example, any positional error of the two shafts to each other, which affect the attachment compensate, or they can be adjusted. Thus, for example, a tumbling of the output element relative to the drive element is avoided, which could also lead to an impairment of the tightness between the drive element and the output element. Similarly, a tilt between the drive element and output element, for example, caused by positional error of both waves to each other, affect the functionality of the adjustment of the drive element to the output element.

Somit wird erreicht, dass ein zum Ausgleichen von Fertigungstoleranzen vorhandenes Kugelgelenk, welches aus zumindest zwei scheibenförmigen Elementen ausgebildet sein kann, mittels einer Verliersicherung zuverlässig zur Montage des Nockenwellenversteller mit der Nockenwelle vorbereitet ist.It is thus achieved that a compensating for manufacturing tolerances existing ball joint, which may be formed from at least two disc-shaped elements, by means of a captive reliable for mounting the Camshaft adjuster is prepared with the camshaft.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das scheibenförmige Element zwischen dem Abtriebselement und der Nockenwelle positioniert. Vorteilhafterweise kann das zumindest eine scheibenförmige Element des Kugelgelenks mittels einer an der Nockenwelle oder an dem Abtriebselement befestigten Verliersicherung, welche aus einem separatem Bauteil oder integrativ vom Verbindungspartner ausgebildet sein kann, zuverlässig an dem jeweiligen Verbindungspartner gehalten werden, wenn die Verbindungspartner miteinander gefügt werden. So wird sichergestellt, dass das Kugelgelenk vollständig verbaut ist und die Funktion des Ausgleichs von vorhandenen Toleranzen erfüllen kann.In one embodiment of the invention, the disk-shaped element is positioned between the output element and the camshaft. Advantageously, the at least one disk-shaped element of the ball joint can be held reliably by means of a captive secured to the camshaft or the output element, which may be formed from a separate component or integratively from the connection partner, when the connection partners are joined together. This ensures that the ball joint is fully installed and can fulfill the function of balancing existing tolerances.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das scheibenförmige Element zwischen dem Abtriebselement und einer Zentralschraube positioniert. Vorteilhafterweise kann das zumindest eine scheibenförmige Element des Kugelgelenks mittels einer an der Zentralschraube oder an dem Abtriebselement befestigten Verliersicherung, welche aus einem separatem Bauteil oder integrativ vom Verbindungspartner ausgebildet sein kann, zuverlässig an dem jeweiligen Verbindungspartner gehalten werden, wenn die Verbindungspartner miteinander gefügt werden. So wird sichergestellt, dass das Kugelgelenk vollständig verbaut ist und die Funktion des Ausgleichs von vorhandenen Toleranzen erfüllen kann.In an advantageous embodiment, the disc-shaped element between the driven element and a central screw is positioned. Advantageously, the at least one disk-shaped element of the ball joint can be held reliably by means of a captive secured to the central screw or on the output element, which may be formed from a separate component or integratively from the connection partner to the respective connection partner when the connection partners are joined together. This ensures that the ball joint is fully installed and can fulfill the function of balancing existing tolerances.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verliersicherung durch ein Zusatzblech ausgebildet ist, das zwischen einem mit dem Antriebselement verbundenen Deckel und dem Abtriebselement angeordnet. Vorteilhafterweise kann das zumindest eine scheibenförmige Element des Kugelgelenks mittels der als Zusatzblech ausgebildeten Verliersicherung, wobei das Zusatzblech kraft-, stoff- und/oder formschlüssig mit dem Antriebselement, dem Deckel oder dem Abtriebselement verbunden sein kann, zuverlässig an dem jeweiligen Verbindungspartner gehalten werden, wenn die Verbindungspartner miteinander gefügt werden. So wird sichergestellt, dass das Kugelgelenk vollständig verbaut ist und die Funktion des Ausgleichs von vorhandenen Toleranzen erfüllen kann.In a further advantageous embodiment, the captive is formed by an additional sheet, which is disposed between a cover connected to the drive element and the output element. Advantageously, the at least one disk-shaped element of the ball joint can be reliably held at the respective connection partner by means of the captive securing device designed as an additional sheet, wherein the additional sheet can be positively, materially and / or positively connected to the drive element, the cover or the driven element the connection partners are joined together. This ensures that the ball joint is fully installed and can fulfill the function of balancing existing tolerances.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine zuverlässigere Montage erreicht.The inventive arrangement a more reliable installation is achieved.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.Embodiments of the invention are illustrated in the figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine Nockenwellenverstellvorrichtung im Schnitt mit mehreren vom Deckel ausgebildeten Haltenasen als Verliersicherung, 1 a camshaft adjusting device in section with a plurality of holding lugs formed by the lid as captive,

2 die Frontansicht nach 1, 2 the front view after 1 .

3 eine Nockenwellenverstellvorrichtung im Schnitt mit einem Ring als Verliersicherung, 3 a camshaft adjusting device in section with a ring as captive,

4 eine Nockenwellenverstellvorrichtung im Schnitt mit einem Zusatzblech als Verliersicherung, 4 a camshaft adjusting device in section with an additional sheet as captive,

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt eine Nockenwellenverstellvorrichtung 1 im Schnitt mit mehreren vom Deckel 11 ausgebildeten Haltenasen 12 als Verliersicherung 8. Die Verliersicherung 8 bewirkt, dass die scheibenförmigen Elemente 6 und 7, welche ein Kugelgelenk ausbilden, während der Zuführung des Nockenwellenverstellers 3 sicher mit dem Abtriebselement 5 gefügt bleiben. Die scheibenförmigen Elemente 6, 7 sind von einer Ausnehmung 14 des Abtriebselements 5 aufgenommen und innerhalb dieser angeordnet. Die Kontaktstelle zwischen dem Abtriebselement 5 und der Nockenwelle 2 ist ebenfalls als Kugelgelenk ausgebildet. Der auf der nockenwellenabgewandten Seite angeordnete Deckel 11 hat drei radial hervorstehende Haltenasen 12, welche das Herausfallen der scheibenförmigen Elemente 6, 7 aus der Ausnehmung 14 verhindern. 1 shows a camshaft adjusting device 1 on average with several from the lid 11 trained retaining lugs 12 as a captive 8th , The captive 8th causes the disc-shaped elements 6 and 7 , which form a ball joint, during the supply of the camshaft adjuster 3 safe with the output element 5 stay connected. The disk-shaped elements 6 . 7 are from a recess 14 of the output element 5 taken and arranged within this. The contact point between the output element 5 and the camshaft 2 is also designed as a ball joint. The arranged on the side facing away from the camshaft cover 11 has three radially projecting retaining lugs 12 which the falling out of the disc-shaped elements 6 . 7 from the recess 14 prevent.

2 zeigt die Frontansicht nach 1. Gut zu erkennen ist die regelmäßige Anordnung der drei Haltenasen 12 im Winkelabstand von 120° zueinander. Die scheibenförmigen Elemente 6, 7 werden vor der Montage des Deckels 11 mit dem Antriebselement 4 in die Ausnehmung 14 eingesetzt und von den Haltenasen 12 in der Ausnehmung 14 gehalten. 2 shows the front view 1 , Good to see is the regular arrangement of the three retaining lugs 12 at an angular distance of 120 ° to each other. The disk-shaped elements 6 . 7 be before mounting the lid 11 with the drive element 4 into the recess 14 inserted and from the retaining lugs 12 in the recess 14 held.

Alternativ zu den vom Deckel 11 ausgebildeten Haltenasen 12 kann auch eine Durchmesserreduzierung derart ausgebildet sein, dass die Haltenasen 12 als solche vollständig umlaufend ausgebildet sind. Mit anderen Worten sollte der Durchmesser des zentralen Durchgangslochs des Deckels 11 geringer sein als der Durchmesser der Außenmantelfläche zumindest des scheibenförmigen Elementes 6 und/oder auch des scheibenförmigen Elementes 7. Somit wäre eine Ausführungsform denkbar, die sich aus der 4 ableiten ließe, wobei das Zusatzblech 10 mit dem Deckel 11 integrativ ausgebildet ist.Alternative to the lid 11 trained retaining lugs 12 can also be a diameter reduction formed such that the retaining lugs 12 are designed as completely circulating. In other words, the diameter of the central through hole of the lid should be 11 be less than the diameter of the outer circumferential surface of at least the disc-shaped element 6 and / or the disc-shaped element 7 , Thus, an embodiment would be conceivable, resulting from the 4 could derive, with the additional sheet 10 with the lid 11 integrally formed.

3 zeigt eine Nockenwellenverstellvorrichtung 1 im Schnitt mit einem Ring 13 als Verliersicherung 8. Der Ring 13 ist auf der Außenmantelfläche einer Zentralschraube 9 befestigt, welche zum drehfesten Verspannen des Nockenwellenverstellers 3 mit der Nockenwelle 2 vorgesehen ist. Das scheibenförmige Element 6 wird zwischen dem Ring 13 und dem Schraubenkopf der Zentralschraube 9 verliersicher gehalten. Der Ring 13 kann in seinen Abmessungen auch derart gestaltet sein, dass das scheibenförmige Element 7 ebenfalls verliersicher gehalten werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das scheibenförmige Element 7 auch mir einer Ausführungsform nach 1 bzw. 2 und/oder 4 kombiniert werden. 3 shows a camshaft adjusting device 1 on average with a ring 13 as a captive 8th , The ring 13 is on the outer surface of a central screw 9 attached, which for non-rotatable clamping of the camshaft adjuster 3 with the camshaft 2 is provided. The disk-shaped element 6 will be between the ring 13 and the screw head of the central screw 9 held captive. The ring 13 may also be designed in its dimensions such that the disc-shaped element 7 can also be kept captive. Alternatively or additionally, the disc-shaped element 7 also to me an embodiment 1 respectively. 2 and or 4 be combined.

4 zeigt eine Nockenwellenverstellvorrichtung 1 im Schnitt mit einem Zusatzblech 10 als Verliersicherung 8. Das Zusatzblech 10 ist zwischen dem Deckel 11 und dem Abtriebselement 5 angeordnet und hält verliersicher beide scheibenförmigen Elemente 6 und 7 in der Ausnehmung 14 des Abtriebselements 5. Das Zusatzblech 10 hat einen Innendurchmesser seiner Durchgangsöffnung, der kleiner ist als der Durchmesser der Außenmantelfläche zumindest des scheibenförmigen Elementes 6 und/oder auch des scheibenförmigen Elementes 7. Anstatt einer Durchmesserverringerung als Verliersicherung 8 können vom Zusatzblech 10 Haltenasen 12 nach 1 bzw. 2 ausgebildet sein. 4 shows a camshaft adjusting device 1 on average with an additional sheet 10 as a captive 8th , The additional sheet 10 is between the lid 11 and the output element 5 arranged and holds captive both disc-shaped elements 6 and 7 in the recess 14 of the output element 5 , The additional sheet 10 has an inner diameter of its passage opening, which is smaller than the diameter of the outer circumferential surface of at least the disc-shaped element 6 and / or the disc-shaped element 7 , Instead of a diameter reduction as captive 8th can from the additional sheet 10 retaining lugs 12 to 1 respectively. 2 be educated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Nockenwellenverstellvorrichtung Camshaft adjusting device
22
Nockenwelle camshaft
33
Nockenwellenversteller Phaser
44
Antriebselement driving element
55
Abtriebselement output element
66
scheibenförmiges Element disk-shaped element
77
scheibenförmiges Element disk-shaped element
88th
Verliersicherung captive
99
Zentralschraube central screw
1010
Zusatzblechadditional sheet
1111
Deckelcover
1212
Haltenasenretaining lugs
1313
Ringring
1414
Ausnehmungrecess

Claims (4)

Nockenwellenverstellvorrichtung (1) mit zumindest einer Nockenwelle (2) und einem Nockenwellenversteller (3), wobei der Nockenwellenversteller (3) ein Antriebselement (4) und ein Abtriebselement (5) aufweist, wobei das Antriebselement (4) und das Abtriebselement (5) in einem Winkelbereich zueinander verdrehbar angeordnet sind und das Abtriebselement (5) mit der Nockenwelle (2) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Verbindung zwischen Abtriebselement (5) und Nockenwelle (2) zumindest ein scheibenförmiges Element (6, 7) zur Ausbildung eines Kugelgelenks aufweist, wobei eine Verliersicherung (8) vorgesehen ist, die das scheibenförmige Element (6, 7) zumindest solange in einer vormontierten Position hält, bis die drehfeste Verbindung ausgebildet worden ist.Camshaft adjusting device ( 1 ) with at least one camshaft ( 2 ) and a camshaft adjuster ( 3 ), wherein the camshaft adjuster ( 3 ) a drive element ( 4 ) and an output element ( 5 ), wherein the drive element ( 4 ) and the output element ( 5 ) are arranged rotatable in an angular range to each other and the output element ( 5 ) with the camshaft ( 2 ) is rotatably connected, characterized in that the rotationally fixed connection between the output element ( 5 ) and camshaft ( 2 ) at least one disk-shaped element ( 6 . 7 ) for forming a ball joint, wherein a captive ( 8th ) is provided which the disc-shaped element ( 6 . 7 ) holds in a preassembled position at least until the non-rotatable connection has been formed. Nockenwellenverstellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Element (6, 7) zwischen dem Abtriebselement (5) und der Nockenwelle (2) positioniert ist.Camshaft adjusting device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the disk-shaped element ( 6 . 7 ) between the output element ( 5 ) and the camshaft ( 2 ) is positioned. Nockenwellenverstellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Element (6, 7) zwischen dem Abtriebselement (5) und einer Zentralschraube (9) positioniert ist.Camshaft adjusting device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the disk-shaped element ( 6 . 7 ) between the output element ( 5 ) and a central screw ( 9 ) is positioned. Nockenwellenverstellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verliersicherung (6, 7) durch ein Zusatzblech (10) ausgebildet ist, das zwischen einem mit dem Antriebselement (4) verbundenen Deckel (11) und dem Abtriebselement (5) angeordnet ist.Camshaft adjusting device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the captive ( 6 . 7 ) by an additional sheet ( 10 ) is formed between one with the drive element ( 4 ) associated lid ( 11 ) and the output element ( 5 ) is arranged.
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